Naturwissenschaften
Naturwissenschaften
Chemie
vorangehende Seite
end
Naturwissenschaften Chemie
Schwerelement mit Ordnungszahl 112 2006
Schwerelemente: Übersicht
Naturwissenschaften Weitere Informationen
Weitere Informationen
Naturwissenschaften und Technik
Radiochemischer Nachweis von superschweren Elementen
Superschweres Element 112 chemisch untersucht
Einem internationalen Forschungsteam mit wesentlicher Beteiligung des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der Universität Bern ist es gelungen, mit zwei Atomen des künstlichen Elements 112 chemische Untersuchungen durchzuführen.

Damit haben sich die Wissenschaftler erstmals experimentell auf der Insel der superschweren Atomkerne im Periodensystem bewegt.

Diese Pionierleistung in der Radiochemie zeigt, dass sich das Element 112 ähnlich verhält wie das flüchtige Schwermetall Quecksilber.

«Wir sind erfolgreich auf der Insel gelandet», sagen freudig die Initiatoren des Projekts, Heinz Gäggeler, Forschungsbereichsleiter am PSI und Chemieprofessor an der Universität Bern, und Robert Eichler, Leiter der Schwerelementforschung am PSI.

Schon seit einigen Jahren produzieren Physiker am russischen Kernforschungszentrum Dubna in Kernfusionsreaktionen neue Isotope, die sie auf Grund ihrer radioaktiven Zerfallseigenschaften der theoretisch vorhergesagten Insel der superschweren Atomkerne zuordnen. Eine solche Insel im Periodensystem ist nicht nur durch die Zahl der Protonen (Ordnungszahl), sondern auch durch die Zahl der Neutronen (Isotope) in ihren Atomkernen vom Gebiet bekannter Elemente abgesetzt. Doch bisherige Versuche in den USA, diese Entdeckungen experimentell zu bestätigen, schlugen fehl. Der Grund liegt darin, dass von den neuen Elementen sich nur wenige Atome pro Woche herstellen lassen. Sie werden künstlich an einem Schwerionenbeschleuniger erzeugt, indem radioaktives Material mit hochenergetischen Strahlen aus Kalzium bestrahlt wird.

nach oben

Das internationale Team mit Forschern des PSI und der Universität Bern hat im Rahmen eines vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützten Projekts nun einen Durchbruch geschafft. Mitgearbeitet haben auch Wissenschaftler aus dem Dubnaer Kernforschungszentrum und dem Institut für Elektronische Technologie in Warschau. Während zwei Monaten wurde in Dubna ein Target aus Plutonium mit hochintensiven Strahlen aus Kalzium bombardiert.

Experiment mit zwei Atomen gelungen

Mit dem Experiment wollte das Forschungsteam die Entstehung des neutronenreichen Isotops des Elements 112 in dieser Kernreaktion erstmals unabhängig bestätigen und das Atom gleichzeitig chemisch untersuchen. Theoretische Berechnungen sagen für Element 112 ein chemisches Verhalten voraus, das sich zwischen demjenigen von Quecksilber als einem flüchtigen Schwermetall und demjenigen von Radon als einem Edelgas bewegt.

Der Versuch in Dubna verlief erfolgreich. Am 11. Mai 2006 gegen drei Uhr früh sowie am 25. Mai um halb neun Uhr morgens Moskauer Zeit gelang es, den Zerfall zweier Atome von Element 112 zu beobachten, wobei die Zerfallscharakteristik eindeutig mit den bisherigen Beobachtungen übereinstimmte.

Die Atome des Elements 112 zerfielen durch Emission eines Alphateilchens in das Isotop des Elements 110 mit der Massenzahl 279, das etwa eine halbe Sekunde später durch eine spontane Kernspaltung zerplatzte.

Die gemessene Energie der beiden Bruchstücke aus der Kernspaltung war wie erwartet erheblich grösser als die entsprechende Energie aus der bekannten Kernspaltung von Uran, wie sie in jedem Kernkraftwerk genutzt wird.

Interessanterweise verhielten sich die zwei Atome vom Element 112 im Experiment wie ein flüchtiges Schwermetall, also ähnlich wie Quecksilber, und nicht wie Radon. Dem internationalen Forschungsteam ist somit eine erste chemische Untersuchung auf der Insel der superschweren Elemente gelungen.

Quelle: Paul Scherrer Institut (PSI), 2006

nach oben

Isotop (gr: isos = gleich, topos = gleicher Ort)

Als Isotope werden Atome bezeichnet, welche die gleiche Elektronen- und Protonenzahl haben, sich aber in der Anzahl ihre Neutronen unterscheiden. Diese Atome zeigen gleiche chemische Eigenschaften. Ihre Atommassenzahlen sind jedoch unterschiedlich. Isotope stehen daher an derselben Stelle im Periodensystem der Elemente.

Viele Elemente sind Mischungen verschiedener Isotopenarten (Bsp.: Kohlenstoff mit dem bekanntesten Isotop 14C, 14 = Nukleonenzahl (Kernbausteine) = annähernd Atommassenzahl). Diese Elemente sind als Mischelemente ein Isotopengemisch. Reinelemente wie Fluor, Natrium bestehen aus nur einer Atomart. Sie enthalten keine Isotope.

nach oben

Periodensystem der Elemente: Schwerelemente
VSPACE=5

nach oben

Links
Externe Links
PSI Forum CERN The world's largest particle physics laboratory (e/f)
Webelements Periodic table (engl) - Periodentafel der Elemente
Weitere Informationen
Erlebnis Naturwissenschaften PSI - Physik
top
vorangehende Seite