Cern: grundlegende Eigenschaft von Astat gemessen

Eine internationale Forschergruppe an der radioaktiven Strahleneinrichtung Isolde des Europäischen Kernforschungszentrums (Cern) hat zum ersten Mal das Ionisationspotenzial des radioaktiven Elements Astat bestimmt. Die Ergebnisse wurden am 15. Mai 2013 in der Zeitschrift «Nature Communications» veröffentlicht.

24. Mai 2013
Forschende am Cern haben erstmals das Ionisationspotenzial des extrem seltenen radioaktiven Elements Astat gemessen.
Forschende am Cern haben erstmals das Ionisationspotenzial des extrem seltenen radioaktiven Elements Astat gemessen.
Quelle: Isolde/Cern

Das ermittelte Ionisationspotenzial von Astat könnte für die Entwicklung von Strahlentherapie-Anwendungen nützlich sein und soll als Referenzgrösse für Theorien dienen, welche die Struktur superschwerer Elemente vorhersagen, erklärte das Cern in einer Medienmitteilung.

Das Ionisationspotenzial ist die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron vom Atom zu trennen und das Atom damit in ein Ion zu verwandeln. Es ist massgeblich für das chemische Verhalten und die Stabilität von Bindungen in Molekülen. Astat war das letzte natürlich vorkommende Element, für das diese Eigenschaft unbekannt war. Damit wird eine Lücke im Periodensystem geschlossen.

Astat ist das seltenste Element, das auf der Erde natürlich vorkommt. Es ist mit der Ordnungszahl 85 ein schweres Element, besitzt zwanzig bekannte Isotope – das stabilste mit einer Halbwertszeit von gut acht Stunden – und entsteht laufend beim natürlichen Zerfallsprozess von Uran. Im Rahmen des Isolde-Experiments am Cern erzeugten die Wissenschafter künstliche Astat-Atome, indem sie Uran mit hochenergetischen Protonen beschossen. Gleichzeitig wurden die entstehenden Atome mit Laserlicht bestrahlt, dessen Energie immer höher geregelt wurde, bis sie ausreichte, um die Atome zu ionisieren. Die Astat-Ionen wurden dann durch elektromagnetische Felder in einen Detektor gelenkt und untersucht. Mit diesen Messungen konnten die Forscher ein Ionisationspotenzial von 9,31751 Elektronenvolt bestimmen und den Übergang zwischen dem Grundzustand und dem ionisierten Zustand beobachten.

Quelle

M.A. nach Cern, Medienmitteilung, 14. Mai, Welt der Physik, 15. Mai 2013, und S. Rothe et al.: Measurement of the first ionization potential of astatine by laser ionization spectroscopy, in Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms2819, 14. Mai 2013

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