Ist der Anteil an U235 in Natururan eine Konstante?

Konstantium · Gast

Ist der Anteil von ca. 0,7 % an U235 in Natururan eine natürliche Konstante, die überall in der Natur in diesem Verhältnis abseits von Naturreaktoren so vorkommt, wenn der vergangene Zeitraum sehr groß gewählt wird?

Und mit überall meine ich nicht nur die Erde, sondern auch andere Monde und Planeten?

Also pendelt sich der Uran 235 Gehalt immer auf die ca. 0,7 % ein?

Meine Überlegung wäre hier, wenn der Gehalt größer wäre, dann würde Kernspaltung stattfinden, so dass langfristig betrachtet, wenn der Kernspaltungsprozess also stoppt, man irgendwo bei diesen 0,7 % angekommen sein müsste. Ist das so korrekt?

Füsik-Gast · Gast

Die 0,7% U-235 beziehen sich auf heutige Uranvorkommen,in denen das Verhältnis der verschiedenen,natürlichen Uranisotope hauptsächlich durch ihre Halbwertszeiten,bzw. Entstehung aus anderen Isotopen bestimmt wird.
Bei den natürlichen Spaltreaktoren wie Oklo war zum Beginn der Kernreaktion das Verhältnis anders,U-235 lag in größeren Anteilen vor,so daß die Konzentration ausreichnd hoch war(s. Kritikalität).
Dort sank der Anteil an U-235 sowohl durch den natürlichen Zerfall,als auch die Spaltungsreaktion.
Da die natürlich vorkommenden Uranisotpe durch stellare Nukleosynthese entstanden sind,werden die Verhältnisse der Isotope auch im All dort einen gleichen Verlauf nehmen,wo sie aus der gleiche Quelle stammen.
Daher sollten die Verhältnisse zumindest im Sonnensystem denen auf der Erde entsprechen.

Füsik-Gast.

Konstantium · Gast

Danke für deine Antwort.

Und kann auch eine Aussage bezüglich des Urangehalts auf extrasolaren Planeten und Monde getroffen werden?
Insbesondere wenn man das Merkmal "wenn der vergangene Zeitraum sehr groß gewählt wird", also viel Zeit vergangen ist, um Naturreaktoren usw. auszuschließen.

Also wenn die Quelle für die stellare Nukleosynthese ein anderer Stern war?

Oder könnte man hier einen Bereich angeben? Wenn Kernspaltung bei normalem Protiumwasser als Moderator eine Anreicherungsgrad von 4 % benötigt und weil die Halbwertszeit von Uran 235 kürzer ist, als die von Uran 238, dann müsste man doch zumindest schlussfolgern können, dass, wenn keine Kernspaltung vorliegen sollte und ausreichend Uranmasse an einem Ort vorhanden ist, diese also nicht der Hinderungsgrund für eine Kernspaltung wäre, der Uran 235 Anteil auf irgendwelchen Exoplaneten in diesen Fällen mindestens unter 4 % liegen müsste.

blue · Gast

4% von was, dem ganzen himmelskörper?
auf der Erde nur 3.2 ppm was arg wenig ist

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21468

Derartige Mengenverhältnisse sind schon innerhalb einer Zerfallsreihe nicht ganz trivial auszurechnen. Das beginnt damit, dass es sich in vielen Fällen nicht um eine Reihe handelt, sondern dass Verzweigungen vorliegen. Im Falle der Uran-Isotope liegen sogar mehrere relevante Zerfallsreihen vor.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Decay_chain

Hätte man die initialen Mengen aller Isotope vorliegen, so könnte man – unter der Annahme, dass eine spätere Neubildung nicht stattfindet – die späteren Mengen numerisch recht einfach berechnen.

Hat man jedoch verschiedene Quellen für die Isotope, so wird es unübersichtlich. Im Falle von Uran handelt es sich um Supernovae, d.h. man müsste mehrere Supernova, unterschiedlicher Typen und Größen sowie die daraus resultierenden typischen Mengen der einzelnen Isotope betrachten.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Supernova_nucleosynthesis

Ich schaue mal, ob ich vernünftige Angaben zu den Mengenverhältnisse der Isotope aus Supernovae finde.

blue · Gast

arxiv.org/pdf/0905.0684
nichts zu danken

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21468

Ich sehe in diesem Paper nichts, was diese Fragen beantwortet – evtl. ja in einer der referenzierten Veröffentlichungen:

Füsik-Gast · Gast

Man findet in verschiedenen Quellen ein Isotopenverhältnis 235/238 von ca. 1,6 während des Supernovaprozesses.
Aufgrund der viel kleineren Halbwertszeit von U-235 verändert sich dieses Verhältnis im Laufe der Zeit.
Ein mMn interessanter Artikel zur obigen Frage hier:
U-235 and U-238 isotopic fractions of natural Uranium
throughout geological time .
Dabei ist zu berücksichtigen,daß bisherige Untersuchungen von Isotopenverhältnissen anderer Elemente den Schluß nahelegen,daß die schwereren Elemente der Erde nicht durch eine einzelne Supernova entstanden.

Füsik-Gast.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21468

Danke, sinnvoller Hinweis!

Konstantium · Gast

Danke, dem schließe ich mich an, ein sehr guter Hinweis.