Helmholtz Forschungsakademie - Hessen für FAIR

Neuentdeckung von Elementen an GSI und FAIR

Neuentdeckung von Elementen an GSI und FAIR

Unser Körper und die uns umgebende Welt bestehen aus chemischen Elementen. Während viele Elemente in großer Anzahl auf der Erde vorkommen, gibt es einige Elemente, die extrem selten sind. Und manche Elemente kommen in der Natur fast gar nicht vor, können aber künstlich hergestellt werden.

An der GSI-Beschleunigeranlage ist es gelungen, sechs neue Elemente im Labor herzustellen. Dabei handelt es sich um die Elemente 107 bis 112. Sie sind extrem instabil und zerfallen nach kürzester Zeit, d.h. in Bruchteilen von Sekunden.

Es gibt allerdings Theorien, dass bei extrem schweren Kernen auch wieder stabile Elemente möglich seien. Wo diese magische Grenze im Periodensystem liegt, ist aber noch unbekannt, sodass ihre Ermittlung eines der Ziele bei der Erzeugung neuer Elemente darstellt.

Die bisher an der GSI entdeckten Elemente mit den Ordnungszahlen 107 bis 112 sind zwar kurzlebig, aber stellen dennoch Meilensteine der Forschung dar. Das spiegelt sich auch in ihrer Namensgebung wider, denn das Element mit der Ordnungszahl 107 wurde mit Bohrium nach niemand geringerem als dem Nobelpreisträger Niels Bohr, dem wir die Entwicklung des Atommodells verdanken, benannt.

Element 108 trägt mit seinem Namen Hassium dem Bundesland seiner Entdeckung, nämlich Hessen, Rechnung und das Meitnerium mit der Ordnungszahl 109 geht auf Lise Meitner zurück, welche die Kernspaltung beschrieb.

Das Element 110 Darmstadium erinnert an den Ort seiner Entdeckung an der GSI in Darmstadt, während Röntgenium (111) den deutschen Physiker und Nobelpreisträger Wilhelm Conrad Röntgen, der die Röntgenstrahlung entdeckte, ehrt. Das Element 112 mit dem Namen Copernicum ist dem Astronomen Nikolaus Kopernikus, der eine theoretische Beschreibung des heliozentrischen Weltbilds, also dass die Planeten um die Sonne kreisen, vorgelegt hat, gewidmet.

Aber an der GSI wurden nicht nur ganz neue Elemente generiert, sondern auch bereits an anderen Instituten entdeckte Elemente nachgewiesen. Denn wenn ein Institut ein neues Element entdeckt, so genügt dies noch nicht für seine offizielle Anerkennung. Es muss erst ein erneuter Nachweis erbracht werden, da sich ihre Existenz nur anhand von Zerfallsketten nachvollziehen lässt. So überprüfen die Beschleunigerzentren gegenseitig ihre Entdeckungen, indem sie nochmals versuchen, Atome des neuen Elements zu erzeugen und anhand der Zerfallsketten ablesen, ob die Entdeckung bestätigt werden kann. Erst wenn dies der Fall ist, erkennt die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) die Neuentdeckung offiziell an.

So ist es der GSI gelungen, neben den eigenen Elementen 107 bis 112 auch die Elemente 113 bis 117 nochmals zu erzeugen und damit die Entdeckungen aus Japan und Russland zu bestätigen. Dabei handelt es sich um Nihonium (113), das auf japanisch so viel wie Land der aufgehenden Sonne bedeutet, Flerovium (114), benannt nach dem Entdecker der spontanen Kernspaltung Georgi Nikolajewitsch Fljorow (Flerov), Moscovium (115), das Moskau in seinem Namen ehrt, Livermorium (116), das nach dem an der Entdeckung beteiligten US-amerikanischen Labor LLNL in Livermore benannt wurde, und schließlich Tennessine (117) nach der Heimat der an seiner Entdeckung beteiligten Institute Tennessee.

Die GSI betreibt bereits jetzt eine der weltweit leistungsstärksten Teilchenbeschleunigeranlagen. Darüber hinaus ist sie die einzige Anlage, die Ionen von allen auf der Erde vorkommenden chemischen Elementen beschleunigen kann. Durch die Erweiterung um FAIR und das Knowhow der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR werden zudem weitere neue Entdeckungen möglich gemacht.

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Neuentdeckung von Elementen an GSI und FAIR