Zwei neue Elemente ins Periodensystem aufgenommen

Die bisher schwersten künstlich erzeugten Elemente mit den Protonenzahlen 114 und 116 wurden nun offiziell anerkannt

Dubna (Russland)/Livermore (USA) - Elemente, die mehr als 94 Protonen besitzen, zerfallen sehr schnell und kommen in der Natur nicht vor. Wissenschaftler erzeugen sie künstlich durch Fusion zweier leichterer Atomkerne. Die zwei bisher schwersten Elemente mit 114 und 116 Protonen im Kern wurden nach drei Jahren Überprüfung von der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) bestätigt und gehören damit zum Periodensystem der Elemente. Eine Kollaboration des russischen Joint Institute for Nuclear Research (JINR) und des US-amerikanischen Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hatte sie erstmals nachgewiesen, sie tragen noch die provisorischen Namen Ununquadium und Ununhexium - die lateinischen Bezeichnungen für die Zahlen 114 und 116.

Um das Element 114 herzustellen, schossen die Forscher Kalzium- und Plutoniumkerne mit hoher Energie aufeinander. Dabei verschmelzen die beiden Kerne zu einem neuen Element, dessen Kern sich aus der Summe der einzelnen Protonenzahlen von Kalzium (20 Protonen) und Plutonium (94 Protonen) zusammensetzt. Das Element 116 erzeugten sie, indem sie Kalziumkerne mit Curiumkernen (96 Protonen) zusammenprallen ließen. Mit einer Halbwertszeit von lediglich einigen Millisekunden zerfällt das Element 116 in Element 114, welches wiederum mit einer Halbwertszeit von etwa einer Sekunde zu dem Element Copernicium mit 112 Protonen zerfällt. Die beiden neuen Elemente sind hoch radioaktiv.

Aufgrund der sehr kurzen Lebenszeiten ist es schwer, die Eigenschaften der neuen Elemente zu bestimmen oder zu testen, wie sie mit anderen Elementen reagieren. Doch die Wissenschaftler hoffen darauf, dass sie der sogenannten "Insel der Stabilität" wieder einen Schritt näher gekommen sind. Dabei handelt es sich um einen vorausgesagten Bereich im Periodensystem, der zum Beispiel Elemente mit den Protonenzahlen 120 und 126 enthält. Diese Zahlen gehören zu den "magischen Zahlen" der Kernphysik, die zugehörigen Atome sollen eine vergleichsweise lange Lebensdauer haben. Würde es Wissenschaftlern gelingen, in Zukunft solche langlebigen superschweren Elemente zu erzeugen, könnten sie diese für praktische Anwendungen wie neue Werkstoffe nutzen.

Obwohl die Forscher am russischen JINR die neuen Elemente 114 und 116 schon vor zehn Jahren das erste Mal erzeugt haben, mussten diese erst noch von anderen Instituten bestätigt werden. Vor etwa einem Jahr gelang es den Wissenschaftlern am Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt (GSI), 13 Atome des Elements 114 zu erzeugen. Dazu nutzten sie einen 120 Meter langen Teilchenbeschleuniger, um geladene Kalziumatome auf eine mit Plutonium beschichtete Folie zu schießen.