Neues Radon-Isotop in die Falle gegangen
Forscher konnten erstmals Radon-229 nachweisen und weitere Radon-Isotope vermessen
Forscher der Arbeitsgruppen um Klaus Blaum vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik und Lutz Schweikhard von der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald haben am CERN ein neues Isotop des Elements Radon entdeckt. Erstmalig hat in diesem Fall die Methode der Präzisionsmassenspektrometrie in einer Penningfalle zum direkten Nachweis eines neuen instabilen Nuklids geführt. Zugleich konnten die Kernmassen von sechs weiteren neutronenreichen Radon-Isotopen erstmalig bestimmt werden.
Was für Chemiker das Periodensystem der Elemente, ist für Kernphysiker die Nuklidkarte, welche alle bekannten Atomkerne (Nuklide) darstellt - geordnet nach der Zahl ihrer Bestandteile, den Protonen und Neutronen. 3.175 verschiedene Spezies kannten die Kernphysiker bisher; nun ist ein weiteres dazu gekommen: Das aktuell neutronenreichste Isotop des Elements Radon mit 86 Protonen und 143 Neutronen. Unter Isotopen versteht man Nuklide des gleichen chemischen Elements, charakterisiert durch die Protonenzahl, mit unterschiedlicher Anzahl an Neutronen. Radon ist ein radioaktives Edelgas, dessen langlebigstes Isotop mit der Massenzahl 222 eine Halbwertszeit von knapp vier Tagen hat und durch Zerfall von Radium-226 entsteht. Dagegen beträgt die Halbwertszeit des neuen Isotops nur 12 Sekunden.
Die Besonderheit der Neuentdeckung liegt in ihrer Methode: Erstmals ist es einer internationalen Kollaboration am CERN unter der Federführung von Prof. Klaus Blaum und Prof. Lutz Schweikhard gelungen, ein neues Isotop durch Einfang in eine spezielle Falle für geladene Atome (Ionen) direkt nachzuweisen. In einer solchen "Penningfalle" lassen sich einzelne Ionen mittels elektrischer und magnetischer Felder über längere Zeit speichern und sehr präzise vermessen. So konnte die Masse des neuen Isotops wie auch der schon bekannten Nachbarisotope mit den Massenzahlen 223 bis 228 mit einer Genauigkeit von wenigen Millionstel Prozent bestimmt werden.
Die Erzeugung solcher in der Natur nicht vorkommenden Kerne erfolgt am Isotopenlabor ISOLDE des CERN durch Beschuss eines Urantargets mit hochenergetischen Protonen. Dabei können die Urankerne gespalten oder in kleinere Bruchstücke zertrümmert werden oder aber einige wenige Protonen und Neutronen abdampfen und so etwas leichtere Nuklide bilden. Diese stehen dann z. B. für die weitere Untersuchung am Penningfallen-Massenspektrometer ISOLTRAP zur Verfügung. Einmal pro Sekunde wird das Uran mit den Protonen bombardiert, wobei pro Schuss gut hundert Milliarden radioaktive Atomkerne verschiedener Sorte entstehen. Nur einige Zehntausend davon sind Radon-Isotope und vom gesuchten Radon-229 sind es nur einige Hundert. Nach Transport- und Einfang landen letztlich im Mittel nur ein paar wenige Exemplare in der Falle.
"Für einen publizierbaren Massenwert müssen wir einige Hundert bis Tausend Einzelmessungen vornehmen", erläutert Klaus Blaum, "und für das neue Isotop haben wir etwa einen Tag Messzeit gebraucht". Das ist nicht gerade lange im Vergleich zur Entwicklungsarbeit an dem Spektrometer, welches vor genau 20 Jahren von Jürgen Kluge (damals Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, später Gesellschaft für Schwerionenforschung Darmstadt) initiiert wurde. Auf die Entdeckung eines neuen Isotops sind die Wissenschaftler besonders stolz: "So etwas kommt nicht alle Tage vor! Es ist schon ein besonderes Ereignis, wenn man die Nuklidkarte um einen neuen Atomkern bereichern kann."
Originalveröffentlichung: D. Neidherr et al.; "Discovery of 229Rn and the Structure of the Heaviest Rn and Ra Isotopes from Penning-Trap Mass Measurements"; Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 112501
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Diese Produkte könnten Sie interessieren
ERASPEC von eralytics
Einfachste Kraftstoffanalyse in Sekunden mit ERASPEC
Bestimmung von bis zu 40 Kraftstoffparametern auf Knopfdruck
S4 T-STAR von Bruker
TXRF-Spektrometer: Sub-ppb Nachweisgrenzen & 24/7 Analytik
Minimale Betriebskosten, weil Gase, Medien oder Laborausrüstung entfallen
ALPHA II von Bruker
Chemische Analyse leicht gemacht: Kompaktes FT-IR-System
Steigern Sie die Effizienz Ihrer Routineanalysen mit benutzerfreundlicher Technologie
NANOPHOX CS von Sympatec
Partikelgrößenanalyse im Nanobereich: Hohe Konzentrationen problemlos analysieren
Zuverlässige Ergebnisse ohne aufwändige Probenvorbereitung
ZEEnit von Analytik Jena
Zeeman-Technik mit maximaler Empfindlichkeit und Applikationsvielfalt
Quergeheizte Graphitrohrofen für optimale Atomisierungsbedingungen und hohen Probendurchsatz
PlasmaQuant MS Elite von Analytik Jena
Massenspektrometer für hochempfindliche Forschungsanwendungen und niedrigste Nachweisgrenzen
Die Erfolgsformel in der LC-ICP-MS – PlasmaQuant MS-Serie und PQ LC
PlasmaQuant 9100 von Analytik Jena
Neues ICP-OES PlasmaQuant 9100 für komplexe Probenmatrices
Mehr sehen. Mehr wissen. ICP-OES vereinfacht Analyse matrixlastiger Proben
Agera von HunterLab Europe
Farbe und Glanzgrad gleichzeitig messen - und das sekundenschnell
Einfach zu bedienendes Farbmessgerät: normkonform, robust und präzise
Mikrospektrometer von Hamamatsu Photonics
Ultrakompaktes Mikrospektrometer für vielseitige Anwendungen
Präzise Raman-, UV/VIS- und NIR-Messungen in tragbaren Geräten
S2 PICOFOX von Bruker
Schnelle und präzise Spurenelementanalyse unterwegs
TXRF-Technologie für minimale Proben und maximale Effizienz
2060 Raman Analyzer von Metrohm
Selbstkalibrierendes Inline-Raman Spektrometer
Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase analysieren - für reproduzierbare, genaue Ergebnisse im Prozess
INVENIO von Bruker
FT-IR Spektrometer der Zukunft: INVENIO
Völlig frei aufrüstbares und konfigurierbares FT-IR Spektrometer
SPECORD PLUS von Analytik Jena
Die neue Generation der Zweistrahlphotometer von Analytik Jena
Der moderne Klassiker garantiert höchste Qualität
contrAA 800 von Analytik Jena
contrAA 800 Serie – Atomic Absorption. Redefined
Kombiniert das Beste der klassischen Atomabsorption mit den Vorteilen von ICP-OES-Spektrometern
novAA® 800 von Analytik Jena
Der Analysator für Sie - novAA 800-Serie
Das zuverlässige Multitalent für die effiziente und kostengünstige Routineanalyse
ZSX Primus IV/IVi von Rigaku
Hochpräzise WDXRF-Analyse für industrielle Anwendungen
Maximale Empfindlichkeit und Durchsatz für leichte Elemente und komplexe Proben
Micro-Z ULS von Rigaku
Schwefelgehalt in Kraftstoffen genau messen: WDXRF-Analysator
Zuverlässige Routineuntersuchungen mit 0,3 ppm Nachweisgrenze und kompaktem Design
BIOS ANALYTIQUE - Soluciones de Renting y Leasing para laboratorios von Bios Analytique
Ihr Spezialist für Vermietung und Leasing von Laborinstrumenten in Europa
Beim Finanzieren geht es nicht nur ums Geld verleihen - Es geht um Lösungen, die Wert schaffen
SPECTRO ARCOS von SPECTRO Analytical Instruments
Optisches Emissions-Spektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) für höchste Ansprüche
Das SPECTRO ARCOS ICP-OES bietet Elementanalytik auf einem neuen Niveau
SR Series Spectrometer von Ocean Insight
Der neue Ocean SR2 liefert das beste SNR seiner Klasse für konfigurierbare Spektrometer
Hochgeschwindigkeits-Spektrenerfassung mit fortschrittlicher Signal-Rausch-Leistung
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Massenspektrometrie
Die Massenspektrometrie ermöglicht es uns, Moleküle aufzuspüren, zu identifizieren und ihre Struktur zu enthüllen. Ob in der Chemie, Biochemie oder Forensik – Massenspektrometrie eröffnet uns ungeahnte Einblicke in die Zusammensetzung unserer Welt. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Massenspektrometrie!
Themenwelt Massenspektrometrie
Die Massenspektrometrie ermöglicht es uns, Moleküle aufzuspüren, zu identifizieren und ihre Struktur zu enthüllen. Ob in der Chemie, Biochemie oder Forensik – Massenspektrometrie eröffnet uns ungeahnte Einblicke in die Zusammensetzung unserer Welt. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Massenspektrometrie!
