Können wir Element 119 herstellen?

Das unerreichte Element: Können wir Element 119 synthetisieren?

Seit der Entdeckung von Oganesson (Element 118) im Jahr 2002 jagt die Wissenschaft der künstlichen Elemente dem nächsten Eintrag im Periodensystem hinterher: Element 119, auch bekannt als Ununennium. Doch die Reise zur Synthese dieses neuen Elements ist gespickt mit immensen Herausforderungen, die die Grenzen unserer aktuellen technologischen Fähigkeiten testen.

Der steinige Weg zur Synthese:

Die Synthese superschwerer Elemente (SHE) wie Element 119 ist ein komplizierter Prozess, der im Wesentlichen darauf beruht, zwei Atomkerne zusammenzufügen. Dies geschieht in Teilchenbeschleunigern, in denen Ionen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und auf ein Target-Material geschossen werden. Das Ziel ist, dass ein Ion mit dem Kern eines Target-Atoms verschmilzt und so ein neues, schwereres Atom bildet.

Die Schwierigkeit liegt jedoch in der extrem geringen Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Fusion. Die beteiligten Atomkerne stoßen sich aufgrund ihrer positiven Ladung stark ab. Nur in seltenen Fällen überwinden sie diese Abstoßung und verschmelzen. Diese Wahrscheinlichkeit sinkt exponentiell mit steigender Atomzahl, was die Synthese von Element 119 ungleich schwieriger macht als die seiner Vorgänger.

Das Problem der kurzlebigen Isotope:

Selbst wenn es gelingt, ein Atom von Element 119 zu erzeugen, ist die Freude von kurzer Dauer. Theoretische Berechnungen deuten darauf hin, dass die Isotope von Element 119 extrem kurzlebig sein werden, mit Halbwertszeiten im Mikrosekundenbereich oder sogar kürzer. Das bedeutet, dass die Atome sofort nach ihrer Entstehung zerfallen.

Diese extreme Kurzlebigkeit stellt ein massives Problem für die Detektion und Charakterisierung dar. Die Wissenschaftler müssen nicht nur die extrem seltene Bildung des Atoms nachweisen, sondern auch seine Zerfallseigenschaften messen, bevor es verschwindet. Dies erfordert extrem schnelle und präzise Detektoren sowie ausgeklügelte Analysemethoden.

Die aktuellen Hindernisse und zukünftigen Aussichten:

Derzeitige Experimente zur Synthese von Element 119 in Einrichtungen wie dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Deutschland und dem RIKEN in Japan verwenden verschiedene Reaktionen, beispielsweise das Beschießen eines Berkelium-Targets mit Titan-Ionen. Bisherige Versuche waren jedoch erfolglos.

Die Herausforderungen sind vielfältig:

• Die Verfügbarkeit von Target-Materialien: Schwer zugängliche und radioaktive Target-Materialien wie Berkelium sind schwierig und teuer in der Herstellung in ausreichender Menge.
• Die Intensität des Ionenstrahls: Die Anzahl der beschleunigten Ionen pro Sekunde muss maximiert werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Reaktion zu erhöhen.
• Die Effizienz der Detektoren: Die Detektoren müssen in der Lage sein, extrem kurzlebige Ereignisse zu erfassen und von Hintergrundrauschen zu unterscheiden.

Trotz der enormen Schwierigkeiten geben die Wissenschaftler nicht auf. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Teilchenbeschleunigern, Detektortechnologien und theoretischen Modellen bietet Hoffnung. Die Suche nach Element 119 treibt die Forschung im Bereich der Kernphysik und Chemie voran und wird uns zweifellos tiefere Einblicke in die Struktur und Stabilität von Atomkernen liefern.

Fazit:

Die Synthese von Element 119 ist ein ambitioniertes Ziel, das an der Spitze der wissenschaftlichen Forschung steht. Obwohl die aktuellen Herausforderungen enorm sind, deutet die unaufhaltsame Innovationskraft der Wissenschaft darauf hin, dass die Frage, ob wir Element 119 herstellen können, eher eine Frage des “Wann” als des “Ob” ist. Die Entdeckung dieses neuen Elements würde nicht nur das Periodensystem erweitern, sondern auch unser Verständnis der fundamentalen Gesetze des Universums vertiefen.