Stoßionisation

Conan · Gast

Meine Frage:
Hallo,
ich habe länger in der Schule gefehlt.
Wir sollen zusammen fassen unter welchen Umständen eine Stoßionisation statt findet.
Also das weg stoßen von Elektronen wo durch dann Atome oder Moleküle ionisiert werden.

Ich würde annehmen das es eine energiereiche Strahlung von aussen benötigt.
Ohne diese Energiezufuhr wird das denke ich nicht geschehen.
In einem Stoff / verbindung werden sich die Elektronen nicht gegenseitig anstoßen denke ich.
Als Energiquelle würde ich Wärmestrahlung annehmen.

Meine Ideen:
Ich habe es schon mit Google versucht. Mir fehlt aber einiges an Grundlagen da ich länger krank war. Meine Klassenkameraden sind nicht wirklich hilfreich.

AC-Gast · Gast

Stoßionisation ist ein Prozeß zwischen massebehafteten Teilchen.
Dabei kann das zu ionisierende Teilchen ein Atom oder ein Molekül(oder u.U. ein schon bereits vorhandenes Ion)sein.
Das auftreffende Teilchen kann ein Elektron(s. Elektronenstoß) sein oder ein anderes Atom/Molekül,bzw. geladenes Teilchen.
Beim Zusammenprall kann bei ausreichender kinetischer Energie des auftreffenden Teilchens ein Elektron aus dem "Ziel" heraus geschlagen werden.
Rein wärmestrhalung reicht in der Regel nicht,um teilchen die benötigte kinetische Energie zu liefern.
Beim Elektronenstoß werden die Elektronen durch ein angelegte äußere Spannung ausdreichend beschleunigt.
Es gibt aber auch natürlich vorkommende Stoßionisationen,durch z.B. inosierende Strahlung wie die alpha-Strahlung.

AC-Gast.

Conan · Gast

Vielen dank für iher Ausführungen.
Es wird also in jedem fall eine Energie von Aussen benötigt.
Ohne diese keine Soßionisation, da in einem Stoff die "Teilchen" nicht genügend hohe Energien besitzen um diese Ionisierung herbei zu führen?

AC-Gast · Gast

Die ionisation,also Abgabe von Elektronen aus der Elektronenhülle von Atomen(o.a.) erfordert Energie.
Diese kann durch elektromagnetische Strahlung von aussen zugeführt werden oder eben durch kinetische Energie von auftreffenden Masseteilchen.
Letzteres führt zur Stoßionisation,wenn die kinetische Energie groß genug ist.
Wichtig hier,daß es sich dabei um keinen ideal-elastischen Stoß handelt.

AC-Gast.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 475 Wohnort: Rheinhessen

Conan · Gast

Ist Autoionisation nicht der Effekt wenn mehrere Teilchen Ionisiert sind / werden, weil man oberhalb der Ionisierungsenergie liegt?

Es ist also so, da? man für die Ionisierung immer Energie von außen zuführen muss, bzw. es natürliche Energiequellen gibt wie Strahlungsarten, die dann dem Stoff Energie zuführen.
In den Notizen steht dazu etwas von "Kosmischer Strahlung".

AC-Gast · Gast

Conan · Gast

Angeregt durch die Energie hochenergetischer Teilchen von aussen, oder eben auch durch das aufeinander treffen von Teilchen Innerhalb des Materials.
Können dadurch auch Atome oder Moleküle den jeweilligen Stoff / Material verlassen?

Je höher man in Richtung Atmosphäre geht umso stärker wirkt dort z.b. die kosmische Strahlung.
Also sind Flugzeuge dieser besonders stark ausgesetzt.

Gibt es eigentlich noch mehr Vorgänge wo ganze Atome oder Moleküle den Verband verlassen auf natürliche Art?
Damit meine ich unter normalen Umweltbedingungen und nicht Versuche in Laboren oder besondere Umstände wie in Kernreaktoren.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 475 Wohnort: Rheinhessen

Conan · Gast

Stimmt.
Und dann gibt es ja auch die Sublimation.

Wobei die Sublimation je nach Stoff ja verschwindend gering ist.
Ich glaube beim Ur-Kilogramm war das ein Thema das durch Sublimation ein Gewichtsverlust entstanden ist.
Allerdings wurde hier auch nur von Sublimation gesprochen.
Soßionisation etc. war hier kein Thema.

Also würde ich annehmen, dass der Materialverlust durch die Stoßionisation, Elementumwandlung durch Kosmische Strahlung entweder...
A) so dermaßen gering ist, dass man ihn zum Materialverlust der Sublimation hinzu zählt

oder

B) er so dermaßen gering ist, dass er noch weitaus unterhalb der Grenze an Materialverlust liegt wie es bei der Sublimation der Fall ist und deswegen erst gar nicht erwähnt wird.

Was stimmt?

AC-Gast · Gast

Es wäre sinnvoll,sich vielleicht etwas mehr auf ein Thema zu fokussieren.
Wenn Stoßionisation mit Sublimation oder Verdampfung verknüpft werden soll,wird es schnell unübersichtlich(für dich).
Betrachtet man die Stoßionisation an festen Oberflächen,sollte man zuerst das Massenverhältnis von Elektronen zu Atomkernen berücksichtigen.
Da werden durch einen energiereichen Partikelstrom bevorzugt Elektronen heraus geschlagen(-> Stoßionisation),als ganze Atome aus einer festen Oberfläche.
Für die Materialbeständigkeit im Weltall sind reine Stoßprozesse abhängig von Material und Energie der Stoßpartner,solche wie oben angenommenen auf atomarer Ebene in der Regel nicht relevant.

AC-Gast.

Conan · Gast

Ich wollte die Vorgänge nicht miteinander in dem Sinne verknüpfen.
Nur die entsprechenden Mengenverluste In Relation zueinander setzen.

Beim Ur-Kilogramm hat man ausschließlich Sublimation als Ursache angenommen.

Und das über einen doch sehr langen Zeitraum von 150 Jahren wenn ich mich nicht Irre.
Deswegen war meine "Vermutung" dass der Mengen Verlust über den Prozess der Stoßionisation oder Elementumwandlung durch kosmische Strahlung weitaus geringer sein muss in der gleichen Zeit (bzw. wenn es da noch andere Prozesse gibt bei denen Atome oder Moleküle abwandern sollten).

Da dies damals sehr genau untersucht wurde, hätte man das ja vermutlich auch in Betracht gezogen.

Conan · Gast

Falsche Fragestellung?

AC-Gast · Gast

formuliere eine klare,übersichtlche Frage ohne große "Querbeziehungen" zu anderen Themen(wie das totgerittene "Urkilo").
Willst du z.B. wissen,ob der Vorgang der Stoßionisation Einfluß auf die Materialeigenschaften von Raketen oder Satelliten hat?

AC-Gast.

Conan · Gast

Ok

1. Welche Vorgänge gibt es, bei denen Materialien ihre Atome oder Moleküle verlieren?
Ich kenne jetzt nur das Verdampfen, die Sublimation, die Stoßionisation, die Umwandlung von Elementen zu anderen Elementen durch Teile der kosmischen Strahlung was dann auch zu einem verlassen des Materials führen kann.

2. Wenn man diese Vorgänge zusammen fasst, in welcher Größenordnung liegt der Materialverlust dadurch?

Da es hier auf das Material ankommt nehmen wir Metall Legierungen, da diese auch im Flugzeugbau und für das All verwendet werden.

Nach meinen Recherchen kommen die genannten Vorgänge (andere konnte ich keine finden) nicht einmal in die Nähe des Material Verlustes der durch die reine Sublimation entsteht.

Apple Pie · Gast

Zu deinen Fragen:
1. Radioaktive Zerflääe wie der Alpha und Beta Zerfall
Die Effekte der Kosmischen Strahlung, Stoßionisation etc.
Sublimation

2. Zusammen gefasst werden diese Effekte wohl einen deutlich geringeren "Materialverlust" haben als die Sublimation selbst, da diese sich nur dann im verlassen des Verbands auswirken, wenn diese Effekte sehr oberflächennah statt finden.

Conan · Gast

[quote="AC-Gast"]Die ionisation,also Abgabe von Elektronen aus der Elektronenhülle von Atomen(o.a.) erfordert Energie.
Diese kann durch elektromagnetische Strahlung von aussen zugeführt werden oder eben durch kinetische Energie von auftreffenden Masseteilchen.
Letzteres führt zur Stoßionisation,wenn die kinetische Energie groß genug ist.
Wichtig hier,daß es sich dabei um keinen ideal-elastischen Stoß handelt.

AC-Gast.[/quote
Die kinetische Energie von auftreffenden Masseteilchen. . .
Reicht da schon bloses herum stehen irgendwo, oder funktioniert das auch nur unter Laborbedingungen?

AC-Gast · Gast

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 475 Wohnort: Rheinhessen