Helmholtz-Gemeinschaft
Der neue WhatsApp-Newsletter!

HomeThemenMaterieWie erzeugt man neue Elemente?

Materie

Infografik

Wie erzeugt man neue Elemente?

Wie erzeugt man neue Elemente?
Bild: Helmholtz
In großen Forschungsanlagen erzeugen Wissenschaftler mit enormem Aufwand neue Elemente, um mehr über die Bindungsverhältnisse in Atomkernen zu lernen. Wie das funktioniert, erklärt unsere Infografik.

Ein chemisches Element ist ein sogenannter Reinstoff, der nur aus sich selbst besteht und mit chemischen Methoden nicht in unterschiedliche Einzelkomponenten aufgespalten werden kann. In der berühmtesten Tabelle der Wissenschaft sind die Elemente aufgelistet- im Periodensystem der Elemente. Die Ordnungszahl gibt an, wie viele Protonen ein Atom in seinem Kern aufweist. In aufwändigen Versuchen gelingt es Wissenschaftlern neue Elemente mit hohen Ordnungszahlen zu erzeugen. Im Januar 2016 hat die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) vier weitere Elemente in das System aufgenommen und damit ihre Existenz offiziell anerkannt. Die neuen Elemente haben 113, 115, 117 und 118 Protonen in ihrem Kern.

Wie erzeugen Wissenschaftler die neuen Elemente?

Die Entdeckung von Elementen mit derart hoher Kernladungszahl ist deshalb so schwierig, weil sie extrem instabil sind und nur für Bruchteile von Sekunden existieren. In der Natur kommen sie nicht vor. Der Nachweis des kurzlebigen Elementes gelang den Forschern über die Messung seines radioaktiven Zerfalls. Dieser führte zu Tochterkernen, die eine erheblich längere Lebensdauer haben und ebenfalls gemessen wurden.

Das Element 117 haben 2010 erstmals russische Forscher vom Forschungszentrum Dubna entdeckt. 2014 gelang es Wissenschaftlern am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt ebenfalls das Element nachzuweisen. Um es zu erzeugen, haben sie Berkelium-Atomkerne (Element 97) mit Kalzium-Atomkernen (Element 20) beschossen. Dabei kam es zu einer Verschmelzung und ein neuer Atomkern, das Superschwergewicht 117, erblickte das Licht der Welt - wenn auch nicht lange. Auch andere experimentell erzeugte Elemente konnten die Forscher in Darmstadt nachweisen.

Wissenschaftler versuchen schwere, instabile Elemente zu erzeugen, um mehr über die Bindungsverhältnisse in den Atomkernen zu lernen. Die Entdeckung dient auch dazu, die Annahmen der theoretischen Kernphysik auf die Probe zu stellen. Und die Ergebnisse der Experimente fließen wiederum in die Theorie ein. Theoretisch denkbar ist eine so genannte "Insel der Stabilität". Je mehr positiv geladene Protonen in einem Atomkern zusammenkommen, desto instabiler wird er normalerweise. Dennoch ist es möglich, dass gewisse, besonders schwere Atomkerne wieder einen stabileren Zustand erreichen: eine Konstellation im Atomkern also, die das Element nicht sofort wieder zerfallen lässt. Diese Elemente könnten dann vielleicht für Minuten oder sogar deutlich länger existieren. Das wäre eine Zeitspanne, die auch eine praktische Anwendung nicht mehr völlig abwegig erscheinen lässt.

Superschwer - und superkurzlebig 

Mitteilung der IUPAC zur Bennennung der neuen Elemente

13.01.2017, Martin Trinkaus

Leserkommentare, diskutieren Sie mit

Keine Kommentare
Kommentar hinzufügen *


CAPTCHA-Bild zum Spam-Schutz Wenn Sie das Wort nicht lesen können, bitte hier klicken.

*

Ihr Kommentar wird nach dem Absenden durch unsere Redaktion geprüft und dann freigegeben, wir bitten um etwas Geduld. Bitte beachten Sie auch unsere Kommentarregeln.
*
19.01.2017