Künstliche Elemente (Transurane)

1. Was sind Transurane?

Transurane sind die Elemente nach Uran (deswegen Transurane), beginnend in der 7.Periode im PSE. Sie kommen nicht natürlich vor, deshalb werden sie hergestellt. WIE?

2. Wie werden Transurane hergestellt?

2 Atome werden in einem Teilchenbeschleuniger beschleunigt und treffen dann aufeinander, wobei die Kerne zu einem fusionieren. (Kernfusion)

Teilchenbeschleunigerprinzip:

Die Teilchen werden mit einem Magnetfeld in einer Kreisbahn gehalten und durch eine Drehbewegung beschleunigt. Ähnlich wie die Elektronen das Atom umkreisen. Die Größe der Teilchenbeschleuniger hängt von dem Element ab, das man herstellen will. Je größer und schwerer das gewünschte Element, umso größer muß auch der Umfang des Teilchenbeschleunigers sein. Für Americium reichten 2 km Umfang. Der größte Teilchenbeschleuniger, der in Amerika zum Einsatz kommt, hat einen Umfang von 87 km.

Nun könnte man denken, man nimmt irgendein Atom und beschießt es solange mit anderen Teilchen, bis es genügend Protonen und Elektronen hat, dass ein neues Element entsteht. Das funktioniert aus 2 Gründen nicht.

Erstens kann nicht jedes Element als Grundlage für ein neues dienen, da für neue Elemente viele Neutronen benötigt werden, um den Kern stabil zu halten und nicht jedes Element über genügend dieser Puffer verfügt.

Zweitens wäre für neue, größere Transurane auch eine höhere Geschwindigkeit im Teilchenbeschleuniger nötig, sprich eine größere Aufprallkraft, um die einander abstoßenden Atomkerne fusionieren zu lassen. Aber dem Teilchenbeschleuniger sind grenzen gesetzt.

Leider sinkt auch die Halbwertszeit mit jedem größeren künstlichen Element rapide. Hat Americium(95) noch eine Halbwertszeit von 7400 Jahren, liegt die von Fermium bei 101 Tagen.

3. Wozu werden Transurane benötigt?

Curium z.B. wird häufig in Atombatterien eingesetzt.

2 Metalle werden leitend miteinander Verbunden. Dem einen Metall wird wärme zugeführt und wenn man den Stromkreis schließt, fließt Strom. Diese Batterien werden z.B. in Herzschrittmachern eingesetzt, da sie die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit der ansonst üblichen Batterien bei weitem übersteigt. Natürlich auch den Preis.

Californium wird bei Krebstherapien eingesetzt. Americium wird bei der Fluoreszenzspektroskopie eingesetzt. Sie dient zur Messung der Emission und Abgabe von Licht und Strahlung von Stoffen.

Wenn es gelingen würde ein Atom mit 115 Protonen(OZ 115) herzustellen, wäre theoretisch ein Warp-Antrieb möglich, wie wir ihn aus Raumschiff Enterprise kennen. Allerdings bedürfte dies einer umfassenden Erklärung, für die uns die Grundlagen, sowie Zeit fehlen.

Quelle: Homepage der Uni Oldenburg