Forscher entdeckten vier neue Isotope

10. September 2015, 12:00
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Jeweils ein bislang unbekanntes Isotop der Elemente Berkelium und Neptunium sowie zwei Isotope des Elements Americium identifiziert

Darmstadt – Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung vier neue Isotope zu entdecken. Dabei handelt es sich um jeweils ein Isotop der Elemente Berkelium und Neptunium sowie zwei Isotope des Elements Americium. Zur Erzeugung und zum Nachweis der Kerne verwendeten die Wissenschafter eine neue hochempfindliche Methode.

Für das Experiment wurde eine 300 Nanometer dünne Folie aus Curium mit beschleunigten Calcium-Atomkernen beschossen. Bei den untersuchten Kollisionen berühren sich Atomkerne der beiden Elemente und bilden für sehr kurze Zeit ein Verbundsystem. Bevor das Verbundsystem nach etwa einer trilliardstel Sekunde wieder auseinander bricht, tauschen die beiden einander berührenden Kerne eine Anzahl von Kernbausteinen – Protonen und Neutronen – aus.

"Exotischer" Aufbau

Dabei entstehen unterschiedliche Isotope als Endprodukte. Die nun entdeckten Isotope von Berkelium, Neptunium und Americium sind als Endprodukte solcher Kernkollisionen entstanden. Sie sind nicht stabil und zerfallen je nach Isotop nach wenigen Millisekunden oder Sekunden. Mit Hilfe spezieller Filter aus elektrischen und magnetischen Feldern lassen sich Zerfallsprodukte separieren und analysieren. Den Nachweis aller Zerfallsprodukte nutzen die Forscher nun, um die neuen Isotope zu identifizieren.

Sie besitzen weniger Neutronen und sind leichter als die bisher bekannten Isotope des jeweiligen Elements. Durch ihre geringe Neutronenzahl sind sie in ihrem Aufbau sehr "exotisch" und damit für die Entwicklung von theoretischen Modellen zur Beschreibung von Atomkernen interessant, wie es in einer Aussendung der Forschungsgruppe heißt. Bislang sind etwa 3000 Isotope von den 114 chemischen Elementen des Periodensystems bekannt. Experten gehen davon aus, dass noch über 4000 unentdeckte Isotope existieren. (red, 10.9.2015)

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