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Superschwere Physik

Forscher erzeugen in Darmstadt das Element 114

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Am Anfang des Periodensystems steht das Element Wasserstoff. Welches steht am Ende? Das weiß bis heute niemand. Zwar wurden in den letzten Jahren immer wieder Atome von Elementen mit Ordnungszahlen zwischen 113 und 118 künstlich erzeugt. Aber deren Nachweis gilt nicht als gesichert, zumal sich manches Experiment nachträglich als Flop erwiesen hat.

Dagegen dürfte es an der Existenz des Elements 114 fortan kaum noch Zweifel geben. Denn einem Forscherteam um Christoph Düllmann vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt ist es unlängst gelungen, 13 Atome jenes Elements zu synthetisieren. Das mag wenig erscheinen. Doch etwa zur selben Zeit stellten Forscher am Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) nur zwei Atome des Elements 114 her, dessen Erstentdeckung vermutlich 1999 am russischen Kernforschungszentrum in Dubna glückte.

Bei dem jüngsten Darmstädter Experiment wurden in einem 120 Meter langen Beschleuniger Calcium-Ionen auf eine mit Plutonium beschichtete Folie geschossen. Dabei fusionierten die Kerne beider Elemente zu einem Atomkern des Elements 114. Genauer gesagt konnten Düllmann und seine Kollegen zwei Isotope dieses Elements mit den Massenzahlen 288 und 289 identifizieren, deren Halbwertszeit im Sekundenbereich lag. Einen Namen für das neue Element gibt es bislang nicht. Es wird nach den Regeln der »International Union of Pure and Applied Chemistry« (IUPAC) provisorisch als »Ununquadium« (nach lat.: eins-eins-vier) bezeichnet.

Das schwerste Element, das derzeit einen »richtigen« Namen trägt, ist das Element 112, welches 1996 ebenfalls in Darmstadt erzeugt wurde. Zu Ehren des polnischen Astronomen Nikolaus Kopernikus bekam es im Februar 2010 von der IUPAC offiziell den Namen »Copernicium« verliehen.

Wenig später stellte ein russisch-amerikanisches Forscherteam in Dubna erstmals das Element 117 her. Es entstand beim Beschuss von hochreinem Berkelium mit Calcium-Ionen. Damit konnte die letzte Lücke in der siebten Periode des Periodensystems zwischen den zuvor in Dubna nachgewiesenen Elementen 116 und 118 geschlossen werden. Da das Element 117 bereits nach einigen Millisekunden zerfällt, gehört es nicht auf jene »Insel der Stabilität«, deren Existenz der US-Physiknobelpreisträger Glenn Seaborg schon 1969 vorhergesagt hatte. Demnach sollten die Isotope superschwerer Elemente, die auf dieser Insel liegen, im Atomkern über »magische« 184 Neutronen verfügen sowie über jeweils 114, 120 und 126 Protonen. Allerdings sind die Physiker mit ihren Experimenten noch weit von dieser Insel entfernt.

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