Insel der Stabilität

Der Ausdruck Insel der Stabilität bezeichnet generell einen Ort, der im Vergleich zur Umgebung stabil und ruhig ist.

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Kernphysik

In der Kernphysik bezeichnet der Ausdruck derartige Isotope, deren Neutronen- und Protonenzahlen bestimmten magischen Zahlen entsprechen und die deshalb stabiler als andere Isotope oder im Periodensystem benachbarte Elemente sind.

Die Idee der Insel der Stabilität wurde zuerst von Glenn Seaborg vorgeschlagen. Die Theorie lautet, dass Atomkerne ähnlich wie die Elektronenhüllen in Form von Schalen aufgebaut sind. Bei bestimmten Zahlen sind diese Schalen gefüllt und die Wahrscheinlichkeit interner Kollisionen ist am geringsten. Dies würde die Existenz gewisser transuranischer Elemente erlauben, die stabiler sind als viele andere.

Die magische Neutronenzahl ist 184, und die entsprechenden Protonenzahlen sind 114, 120 und 126 - dies würde bedeuten, dass die stabilsten Isotope in diesem Bereich Ununquadium 298, Unbinilium 304 und Unbihexium 310 sind.

Der Ausdruck „besonders stabil“ ist in diesem Zusammenhang im Vergleich zu benachbarten Atomkernen zu sehen. Die Halbwertszeit von Elementen in der Insel der Stabilität dürfte nur Sekundenbruchteile bis Tage betragen, obwohl manche theoretischen Modelle längere Zeiträume voraussagen. Wissenschaftlich besonders tragisch wäre es, wenn wirklich ein stabiles Nuklid dabei entstehen würde, denn dann könnte man es – wegen der Abwesenheit radioaktiver Zerfallsereignisse und der äußerst geringen Menge – kaum finden und nachweisen.

Allerdings dürfte es sehr schwierig sein, besagte Kerne zu synthetisieren, da man für sie bis auf das schwerste keine stabilen Targetatome und Projektilatome findet, die in der Summe die nötigen Nukleonenzahlen bilden. Mit den Ausgangskernen müsste ein ausreichender Neutronenüberschuss erreicht werden. So müsste man zur Erzeugung des Isotops 298 des Elements 114 aus Plutonium und Calcium etwa das Plutoniumisotop 248 mit dem Calciumisotop 50 beschießen. Beide Atome sind wegen ihrer Instabilität nicht in größerem Maßstab verfügbar. Und auch bei dieser Reaktion würden wahrscheinlich noch Neutronen abgespalten, so dass man wahrscheinlich nur ein Isotop 296 des Elements 114 erhält.

Siehe auch

• Erweitertes Periodensystem