Versetzungsschaden

Wolverine1975 · Gast

Meine Frage:
Ist diese Schadensart bekannt Diese Schadensart heißt Versetzungsschaden oder Displatzierungsschaden (engl. displacement damage) und wird meist in der Maßeinheit Verlagerungen pro Atom (engl. displacements per atom, dpa) angegeben.[3] Eine weitere Art der Gefügeschädigung durch schnelle Neutronen ist die Erzeugung der Gase Wasserstoff und Helium im Material durch Kernreaktionen vom Typ (n,p) bzw. (n,alpha).
Und inwiefern hat sie Einfluß auf die materielle Welt im täglichen Leben, Haltbarkeit von Sicherheitseinrichtungen, sicherheitsrelevante Bauteile etc.
Da in praktisch jedem Stoff Elemente sind die radioaktiv zerfallen und ebenfalls die kosmische Strahlung allgegenwärtig ist, sind da die erzeugten Schäden wirklich so groß wie sich das bei wikipedia liest? Den Link kann ich leider nicht teilen.
Es ist auch von Radikalbildung die Rede. Welche Materialien betrifft das überhaupt.

Meine Ideen:
Leider findet man nicht viel dazu im netz, also kein Plan.
ich würde aber schätzen, dass diese Effekte selbst nach sehr langen Zeiträumen nicht wirklich eine Auswirkung haben, sonst gäbe es in Musen keine Ritter Rüstungen, kein Kunststoffmuseum mit teils über 100 Jahre alten "Sammelobjekten" etc.
Ich vermute die Dosis macht das Gift, also das erst eine deutlich höhere Strahlenbelastung als dies bei radioaktiven Zerfällen und kosmischer Strahlung erzeugt wird, nötig ist für Schäden in "endlichen" Zeiträumen.

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Das ist ein Thema bei starker Bestrahlung , die nur in Kernreaktoren stattfinden, vielleicht auch in Behältnissen für radioaktive Stoffe wie Castoren, etc. Also im täglichen Leben hat das keine Bedeutung. Oder warum soll eine Ritterrüstung stark bestrahlt werden.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Strahlenschaden

Wolverine1975 · Gast

Genau das meinte ich ja Nobby.

Eine Ritterrüstung ist sehr alt und hat unter keinerlei Auswirkungen der natürlich vorkommenden Strahlenbelastung oder der radioaktiven Zerfälle der Eisenlegierung zu leiden.

Also dachte ich mir schon das dies nur unter extremer Strahlenbelastung relevant sein kann.

Danke dir. . .

Prost

Wolverine1975 · Gast

Kurz vier Fragen noch um das Thema abzuschließen.

1. Bei welchen Stoffen geschieht diese erwähnte Radikalbildung aus dem Wiki Artikel, Kunststoffe oder Metalllegierungen?
2. Die Bildung von Wasserstoff und Helium durch schnelle Neutronen, sind hiermit Metalllegierungen oder Kunststoffe gemeint?
3. Kommt diese Art von neutronenstrahlung überhaupt natürlich vor, oder nur in Reaktoren?

4. Diese beschriebenen Effekte, treten die nur bei außergwöhnlicher Strahlenbelastung auf, oder auch im alltäglichen Leben?

Danke euch nochmal vielmals!

Tamolaner · Gast

Hallo Wolverine1975,
es ist alles eine Frage der Energie und Dosis.

Wenn man bei Wikipedia stöbert, findet man ja typische
Dosis-Äquivalente, irgendwo im Bereich 3,0 mSv/Jahr für kosmische
Strahlung am Boden, während ernsthafte Strahlenschäden an Metallen
eher für z.B. Reaktorbehälter erwartet werden, wo die Dosen aber eher
in der Größenordnung von 10 bis 200 Sv/Jahr liegen

Wenn also Metalle solchen Belastungen über Jahrzehnte ganz gut
standhalten, dann kann man doch erwarten, dass der Effekt einer
zigtausendfach kleineren Dosis über entsprechend viel längere
Zeiträume immer noch nicht dramatisch ist.

Wenn man also von 20 Jahren Reaktorlebensdauer ausgeht, aber den Faktor einrechnet um welches Maß die tägliche Strahlung geringer ist, dann
bräuchte man 66.660 Jahre für einen vergleichbaren Schaden wie in einem Reaktor der 20 Jahre lang den 10 Sv/Jahr ausgesetzt war.

Deine anderen Fragen müssen dir die Experten hier im Forum beantworten.

Ich habe nur eine Chemikanten Ausbildung, die mittlerweile auch schon über 30 Jahre zurück liegt und arbeite schon seit Jahren im kaufmännischen Bereich.
Von der Rdaikalbildung, Neutronenstrahlung etc. weiß ich nichts.

Wolverine1975 · Gast

Velen Dank für dein Mühe.

Ich habe auch mal bissel das www bemüht und folgendes gefunden:
Neutronenstrahlung entsteht selten durch natürlichen Zerfall[/b]; man stellt sie künstlich mit Hilfe von Neutronenquellen her. Beispiele: Im Kernreaktor werden bei der Kernspaltung Neutronen freigesetzt. Technisch kann Neutronenstrahlung auch durch Bestrahlung geeigneter Materialien mit Protonen oder Alphateilchen hergestellt werden.

Selten heißt für mich nicht gar nicht. Also wo kommt diese Neutronenstrahlung den vor?

Alphastrahlung oder α-Strahlung ist eine Art von ionisierender Strahlung, die bei einem radioaktiven Zerfall, dem Alphazerfall, auftritt. Ein radioaktives Nuklid, das diese Strahlung aussendet, wird als Alphastrahler bezeichnet. Es handelt sich um eine Teilchenstrahlung bestehend aus Helium-4-Atomkernen, Alphateilchen genannt, welche aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehen.

Das hier habe ich zum Alphazerfall gefunden der natürlich vorkommt und bei dem die Neutronenstrahlung auch frei wird.

Zwei Fragen hierzu:

Wieso entstehen beim Alpha Zerfall immer die Helium Atomkerne? Es haben doch alle möglichen Elemente Isotope die zerfallen durch Alpha oder beta Zerfall.

Bilden sich dann wirklich im Material Helium und Wasserstoff Atome, so wie bei den Strahlenschäden ionisierender Strahlung bei wikipedia beschrieben?

AC-Gast · Gast

Wolverine1975 · Gast

Spontanzerfall habe ich gegoogelt.
C 14 hat auch Spontanzerfalle.
Was sind den schwere Elemente?
Liegt das am Atomgewicht?

Das mit dem Helium habe ich nicht verstanden.
Für mich liest sich das so, dass beim Zerfall, egal aus weclhem Element dann dieses helium entsteht.

In festen technischen Materialien, etwa Metallen, verschlechtert das Herausschlagen von Atomen aus ihren Kristallgitterplätzen die Materialeigenschaften. Solche Einzelschäden sammeln sich an, bis es schließlich zu sichtbaren Veränderungen (beispielsweise Ausbleichen) und/oder Veränderungen der Festigkeitseigenschaften, oft in Richtung einer Versprödung, kommt. Letzteres spielt insbesondere bei Bestrahlung mit schnellen Neutronen in Kernreaktoren und zukünftigen Fusionsreaktoren eine Rolle. Diese Schadensart heißt Versetzungsschaden oder Displatzierungsschaden (engl. displacement damage) und wird meist in der Maßeinheit Verlagerungen pro Atom (engl. displacements per atom, dpa) angegeben.[3] Eine weitere Art der Gefügeschädigung durch schnelle Neutronen ist die Erzeugung der Gase Wasserstoff und Helium im Material durch Kernreaktionen vom Typ (n,p) bzw. (n,alpha).

Auch die ionisierende Wirkung der Strahlung kann im bestrahlten Material Schaden bewirken, denn sie führt zur Freisetzung eines mehr oder weniger energiereichen geladenen Teilchens, das evtl. seinerseits weitere geladene Teilchen freisetzen kann.

In Polymeren, also Plastikmaterialien bilden die durch Strahlungseinwirkung angeregten Moleküle den Ausgangspunkt für vielfältige Folgereaktionen.[4] Beispielsweise können in Polymeren einzelne H-Atome oder ganze Seitenketten abgelöst oder die Polymerhauptkette aufgetrennt werden. Kleinere Fragmente können aufgrund ihrer höheren Beweglichkeit im Material schneller mit anderen Stoffen reagieren. Die Lebensdauer der Radikale hängt stark von der Temperatur des bestrahlten Materials ab.

In Halbleitermaterialien entstehen Strahlenschäden (siehe Soft Error) wie in Metallen zumeist durch Verlagerung von Gitteratomen des bestrahlten Materials, was zur Amorphisierung des Halbleiters und zur Veränderung der Leitfähigkeit führen kann.[6] Dementsprechend ist die Strahlenresistenz von Bauteilen und Materialien, die in einem besonderen Strahlungsumfeld zur Anwendung kommen sollen, ein wichtiges Thema in der Materialforschung.

In diesem Abschnitt wird von der Radikalbildung gesprochen.
betrifft das dann nur die Kunststoffe???

Und hier wird auch die Wasserstoff und Heliumbildung erwähnt.

AC-Gast · Gast

AC-Gast · Gast

Wolverine1975 · Gast

Danke dir.

Dann würde ich mich gerne auf die Helium und Wasserstoffbildung konzentrieren.
Wie die Heliumbildung aus einem beliebigen Element funktioniert verstehe ich jetzt.
Aber Wasserstoff?

Und zum anderen ist gerade in Metallen ein vorliegendes Gas doch tödlich für die Materialeigenschaften.
Wasserstoffversprödung. . .

Helium wird auch nicht gesund sein.

Oder sind die sich bildenden mengen so gering das es egal ist?
Bzw. liegen die Atome dann so wie das N oder O auch in der Legierung nicht gasförmig vor?

AC-Gast · Gast

Wolverine1975 · Gast

Laut wikipedia geht es tatsächlich um die Erzeugung von Wasserstoff im Material.

Tamolaner hat ja in seiner Antwort ja schon erklärt, dass alles was da statt finden kann viel zu geringst ist um einen tatsächlich messbaren Einfluß zu haben.
Und Nobby ebenfalls.

Mich würde jetzt einfach interessieren wie der Wasserstoff entsteht.
Beim Helium habe ich es verstanden.

Und ob diese "umgewandelten" Atome dann gasförmig vorliegen in der Legierung.

Das sollte eigentlich denke ich nicht sein.
N und O liegen in der Legierung ja auch nicht gasförmig vor.

Vermutlich wird bei der Elementumwandlung die durch kosmische Strahlung entstehen kann auch alles mögliche an Elementen gebildet werden können.
Vermutlich dann auch N,H,O,He etc. und die werden vermutlich dann auch nicht gasförmig sein.

Oder ist der Gedankengang falsch?

AC-Gast · Gast

Wolverine1975 · Gast

Dachte das hätte ich schon.

Bitte...

Eine weitere Art der Gefügeschädigung durch schnelle Neutronen ist die Erzeugung der Gase Wasserstoff und Helium im Material durch Kernreaktionen vom Typ (n,p) bzw. (n,alpha).

Also keine Gasbildung in einer Legierung und Wasserstoff ist aus dem Grund anders wie N, O, He etc. weil es in einer Legierung zu H2 rekombinieren kann.

AC-Gast · Gast

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Ich sag nur eins: Dont feet the troll.[/b]

Wolverine1975 · Gast

Also funktioniert die Wasserstoffbildung die in dem Wiki Artikel zu Schäden durch ionisierende Strahlung gestanden hat ähnlich wie die Bildung von Helium.

Mit dem Satz meinte ich nur, dass derartige Elemente, die eigentlich gasförmig sind, nicht in gasförmiger Form in der Legierung vorkommen.
Egal ob sie da jetzt von Aussen hinein diffundiert sind, oder eben durch Umwandlungsprozesse in der Legierung selbst entstanden sind.

Danke dir AC!

Rock

Aragorn · Gast

Verstehe ich das richtig?

Die Mengen an Helium und Wasserstoff die entstehen können durch diese Strahlungsart sind viel zu gering um auf irgend eine Art relevant zu sein und außerdem liegt das Helium und der Wasserstoff dann einatomar in der Legierung vor.
Aber nicht gasförmig?

So wie N einatomar als Legierungselement auch nicht gasförmig in der Legierung vorliegt?

Ich glaube das Thema gab es schon mal.
H2 Moleküle sind dann aber gasförmig in einer Legierung?