Trittstein zur Insel der Stabilität

Seit Jahrzehnten bemühen sich Physiker, eine “Insel der Stabilität” im Meer der verschiedenen Atomkerne zu erreichen. Einen Trittstein auf diesem Weg hat eine internationale Forschergruppe nun erzeugt. Mit Hassium-270 gelang ihr die Herstellung superschwerer Atomkerne mit einer langen Halbwertszeit von beinahe 30 Sekunden.

Gemessen an seiner Kernstabilität (Schalenstabilisierung in MeV), hebt sich Hassium-270 deutlich von seiner Umgebung ab. Grafik: Institut für Radiochemie, TU München

Die übrigen, bislang hergestellten Atomkerne vom untersten Ende des Periodensystems zerfallen dagegen binnen Sekundenbruchteilen.

Damit nicht genug, berichten die Forscher um Alexander Yakushev von der Technischen Universität München im Fachblatt “Physical Review Letters”. Während ähnlich massige Kaliber spontan in zwei Teile zerbrechen, erweist sich das Hassium-270 als vergleichsweise beherrscht und sendet ein Alpha-Teilchen aus.

Bereits in den 60er-Jahren war vorhergesagt worden, dass bestimmte Atomkern-Sorten (Nuklide) besonders stabil sein sollten. Jenseits von Blei-208 mit 82 Protonen und 126 Neutronen sollte auch das Nuklid mit 114 Protonen und 184 Neutronen eine solche Insel der Stabilität markieren. Neuere Berechnungen hatten gezeigt, dass auch das Hassium-270 mit 108 Protonen und 162 Neutronen relativ stabil sein könnte. Die Versuche Yakushevs und seiner Kollegen, durchgeführt bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung im hessischen Darmstadt, liefern nun die Bestätigung dieser Annahme.

Die Herstellung des Nuklids gelang den Forschern, indem sie einen Strahl von Magnesium-26 (12 Protonen) auf eine dünne Folie mit Curium-248 (96 Protonen) schossen. Über einen Zeitraum von mehreren Wochen konnten sie tatsächlich vier Hassium-270-Atome nachweisen, die aus der Verschmelzung von Projektil- und Ziel-Atomen hervorgegangen waren. Die ungewöhnlich lange Lebensdauer dieses Nuklids eröffne auch Kernchemikern den Zugang zu diesem exotischen Bereich des Periodensystems, so die Physiker.

Forschung: Jan Dvorak, Alexander Yakushev und Andreas Türler, Institut für Radiochemie, Technische Universität München; Willy Brüchle, Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt; und andere

Veröffentlichung Physical Review Letters, Vol. 97, Artikel 242501, DOI 10.1103/PhysRevLett.97.242501

WWW:
Institut für Radiochemie, TU München
- Der Weg zur Insel der Stabilität
Nuklidkarte
Gesellschaft für Schwerionenforschung
- Die Erzeugung neuer Elemente

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Element 111 heißt “Roentgenium”