Die ungewöhnlichsten Isotope der Erde

Jedes Element hat eine unterschiedliche Ordnungszahl. Die Ordnungszahl gibt die Anzahl der Protonen in Kernen an. Isotope haben die gleiche Anzahl an Protonen, das heißt, sie sind das gleiche Element, aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen. Kohlenstoff hat beispielsweise drei Isotope: Kohlenstoff-12, Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14. Sie haben jeweils sechs Protonen, aber sie haben jeweils sechs, sieben und acht Neutronen. Was Isotope betrifft, ist es ziemlich langweilig, und es gibt einige, die bemerkenswerte Eigenschaften haben.

10. Die Halbwertszeit von Tellur-128 ist unglaublich lang.

Tellur hat die Nummer 52 im Periodensystem und ist ein silbriges Metalloidelement. Es ist außerdem leicht giftig, also versuchen Sie, nicht damit zu spielen. Es hat 8 Isotope und eines davon, Tellur-128, hat sich tatsächlich selbst verdient Guinness Welt Rekord dank der Tatsache, dass es eine erstaunlich lange Halbwertszeit hat.

Die Zahl wurde mit 2,2 x (10 hoch 24) Jahre berechnet. Für die meisten von uns ist dies eine vage Zahl, Sie können sie also auch auf andere Weise ausdrücken. Das 160 Billionen Mal größer als das Alter des Universums selbst. Das Universum ist fast 14 Milliarden Jahre alt, daher liegt die Halbwertszeit von Tellur-128 ungefähr so nahe an der Ewigkeit wie alles, was Sie wahrscheinlich in der Natur finden.

9. Zerfall von Astat-Isotopen im Handumdrehen

Am anderen Ende des Spektrums als Tellur hat Astat keine lange Halbwertszeit. Mit Platz 85 im Periodensystem ist es auch der höchste seltenes Element auf der Erde: Es sind zu jedem Zeitpunkt nur etwa 25 Gramm auf dem Planeten vorhanden. Warum so selten? Das sind wieder dieselben Halbwertszeiten.

Das langlebigste Astat-Isotop ist Astat-210 mit einer Halbwertszeit von 8,1 Stunden. Insgesamt gibt es 32 Isotope und keines davon ist stabil. Das kurzlebigste ist Astatin-213, dessen Lebensdauer beträgt 125 Nanosekunden . Es wurde auch gesagt, dass die Radioaktivität von Astat so stark ist, dass es sich tatsächlich selbst zerstört.

Alle Isotope sind radioaktiv und können im Labor aus Wismut gebildet werden. Sie werden manchmal als radioaktive Tracer verwendet, haben aber ansonsten in der Welt der Wissenschaft kaum Verwendung.

8. Gold hat 41 Isotope, aber nur eines davon ist stabil

Gold ist ein sehr bekanntes Element und eines, dem die meisten von uns gerne in freier Wildbahn begegnen würden. Es ist sehr wertvoll und korrodiert nicht wie viele andere Metalle. Weniger bekannt ist, dass es tatsächlich 41 bekannte Isotope des Metalls gibt. Das, das wir kennen und nach dem wir uns sehnen, ist Gold-197 und es ist das einzige stabiles Isotop, welches in Gold ist. Die restlichen 40 sind radioaktiv.

Interessanterweise liegt Gold bei 197 beobachtungsstabil . Das bedeutet, dass die Wissenschaft sagt, dass es radioaktiv sein sollte, aber die Beobachtung dieses Versprechens nicht einhält. Selbst wenn Sie also erwarten, dass es radioaktiv ist, ist es das nicht. Insgesamt war dies für fast jede Volkswirtschaft in der Geschichte gut.

7. Germanium-72 durchläuft einen ungewöhnlichen Phasenübergang

Germanium ist das 32. Element im Periodensystem und ein weiteres Metalloid, das sich auf der Grenze zwischen Metall und Nichtmetall bewegt. Es besteht aus fünf stabilen Isotopen, und Germanium-76 ist mit einer Halbwertszeit, die etwa 130 Milliarden Mal so alt ist wie das Alter des Universums, das langlebigste von ihnen. Dies ist jedoch nicht das interessanteste Isotop. Bei Germanium handelt es sich um das Isotop 72, das bei beginnender Erwärmung eine sehr ungewöhnliche Eigenschaft aufweist.

Wir verstehen, dass bestimmte Dinge mit Atomen geschehen, wenn einer Substanz Wärme zugeführt wird. Wie beim Wasser regt Wärme die Atome an und bewirkt, dass sie sich schneller bewegen. Aber was passiert im Inneren der Atome selbst? Germanium-72 beweist, dass es nicht so offensichtlich ist, wie Sie denken.

Germanium hat 32 Protonen und Germanium 72 hat 40 Neutronen. Diese Protonen bilden starke Paare, die mit zunehmender Erwärmung des Atoms schwächer werden. Dies macht in unserem Wasserbeispiel Sinn. Das Problem ist, dass irgendwann etwas Ungewöhnliches passiert. Wenn die Temperatur hoch genug wird, kommt es zur Bindung zwischen Protonenpaaren verstärkt sich wieder . Der Grund dafür ist ein sogenannter Phasenwechsel. Zu Beginn des Übergangs kommt es zu einer Stabilisierung, bevor sie bei weiter steigenden Temperaturen wieder schwächer wird.

6. Eisen-60 wurde im Schnee der Antarktis gefunden

Jeder kennt Eisen, eines der am häufigsten vorkommenden Elemente der Welt, so wichtig, dass man buchstäblich ein ganzes Jahrhundert nach ihm benannt hat. Ohne Eisen würden alle unsere Magnete zu Boden fallen, ganz zu schweigen von unserer Unfähigkeit, fast alles, was wir auf der Welt herstellen, aus Metall herzustellen. Geschätzt , in der Welt es gibt ungefähr 800 Milliarden Tonnen Roheisenerz mit 230 Milliarden Tonnen Eisen, wir haben also noch einiges zu tun.

Es gibt vier stabile Eisenisotope und 24 radioaktive Isotope. Eines davon, Eisen-60, ist mit einer Halbwertszeit von etwa 2,6 Millionen Jahren das stabilste. Es ist auch kein Ding, das irgendwo auftaucht. Wenn Sie Ihr eigenes Eisen-60 wollen, müssen Sie sich auf die Suche danach begeben, denn es entsteht bei Sternexplosionen, was bedeutet, dass es wie eine Supernova explodiert. Wenn ein Stern explodiert, wird Eisen-60 ins Universum freigesetzt, und manchmal landen kleine Mengen auf der Erde. Einige von ihnen wurden sogar in gefunden Schnee in der Antarktis . Von den 500 Kilogramm reinem Schnee, die zur Probensuche gesammelt wurden, entdeckten Wissenschaftler fünf Eisen-60-Atome. Das Isotop wurde erst vor 23 Jahren erstmals auf der Erde in einigen Tiefsee-Bodensedimenten entdeckt.

5. Plutonium-244 wurde auf dem Meeresboden gefunden

Wie Eisen-60 ist Plutonium-244 kein Isotop, das aus dem Nichts auftaucht. Im Gegensatz zu Eisen gibt es bei Plutonium keine Isotope, denen man zu nahe kommen möchte. Insgesamt gibt es 20 davon und sie sind alle radioaktiv, aber das stabilste ist Plutonium-244.

Es wurden Spuren von Plutonium-244 gefunden Meeresboden im Jahr 2021, und es wird angenommen, dass er eine ganze Strecke zurückgelegt hat, um hierher zu gelangen. Plutonium-244 wird unter recht schwierigen Bedingungen hergestellt. In diesem Fall wurde Plutonium gebildet, als Kollision zweier Sterne , was zu einer gewaltigen Explosion führte. Es ist wahrscheinlich, dass es zusammen mit Eisen-60 auch in Supernovae entsteht.

Plutonium-244 ist überhaupt kein Isotop, das wir auf der Erde leicht erzeugen können. Kernreaktoren produzieren unterschiedliche Isotope, aber wenn sich Plutonium-242 in 243 umwandelt, hat es eine Halbwertszeit von nur wenigen Stunden und kann sich nicht in 244 umwandeln. Es wurde die Theorie aufgestellt, dass eine Atomwaffenexplosion möglicherweise 244 erzeugen könnte, aber das bleibt nur so eine Theorie und wurde nicht beobachtet.

4. Magnesium-18 zersetzt sich vor der Bildung

Wir haben gesehen, dass Astat eine sehr kurze Halbwertszeit hat, aber Wissenschaftler haben ein Magnesiumisotop geschaffen, das so instabil ist, dass es fast unmöglich ist, es zu beobachten. Normalerweise hat Magnesium drei stabile und 19 instabile Isotope.

Von den instabilen Stoffen sind Magnesium-18 und Magnesium-19 aufgrund ihrer unglaublich kurzen Lebensdauer besonders interessant. Magnesium-19 hat eine Halbwertszeit 5 Pikosekunden . Das sind fünf Billionstelsekunden. Wenn dies nur eine kurze Zeitspanne zu sein scheint und das auch der Fall ist, dann machen Sie sich bereit für Magnesium-18.

Magnesium-18 wurde aufgrund seiner Lebensdauer von etwa eins nicht ausreichend gemessen Sextillionstel Sekunde . Es zerfällt so schnell, dass die Elektronen nicht einmal die Elektronen um sich herum anordnen können, um ein echtes Atom zu werden. Es ist nur ein Kern, und dann zerfällt er. Das bedeutet, dass Wissenschaftler es nicht direkt untersuchen können, sondern lediglich beobachten, was es in der kurzen Zeit seines Bestehens getan hat.

3. Es gibt weltweit nur 500 g natürliches Promethium.

Promethium ist ein außergewöhnlich seltenes Element ohne stabile Isotope, obwohl es 38 instabile Isotope hat. Es sendet Röntgenstrahlen aus und ist erstaunlich selten. Im Moment kann man auf der ganzen Welt alles finden etwa ein Pfund natürliches Promethium. Wir können es aber auch im Labor herstellen, indem wir Uran-235 und Neodym-147 mit Neutronen beschießen.

Im Jahr 1902 schlug ein tschechischer Chemiker namens Boguslav Braun vor, dass Promethium zusammen mit sechs anderen unentdeckten Elementen existieren sollte, und seine Vermutung wurde einige Jahre später bestätigt, als Henry Moseley bestätigte, dass es im Periodensystem etwas zwischen Neodym und Samarium geben sollte atomar mit einem Gewicht von 61. Es dauerte weitere 20 Jahre der Suche, bis festgestellt wurde, dass Element 61, was auch immer es war, keine stabilen Isotope haben würde.

Nach Jahren der Suche wurde Promethium schließlich nicht in der Natur, sondern im Labor entdeckt, als Wissenschaftler erkannten, dass sie die Elemente und ihre Isotope erzeugen konnten.

Bei etwas so Seltenem und auch Radioaktivem würde man meinen, dass es auf der ganzen Welt ernsthaften Nutzen haben würde, aber da liegen Sie falsch. Stattdessen wird es hauptsächlich für leuchtende Farben und Atombatterien verwendet.

2. Strontium-90 wird in Ihrem Körper wie Kalzium verarbeitet.

Strontium ist ein Erdalkalimetall und steht im Periodensystem auf Platz 38. Es gibt 4 stabile Isotope, die in der Natur vorkommen, sowie 32 instabile. Bei diesen Isotopen muss man auf Strontium-90 achten, da es etwas knifflig ist.

Strontium-90 ist sehr reaktiv und kann Wärme erzeugen. Diese Reaktion macht es nützlich als Energiequelle , und es wird in abgelegenen Wetterstationen und sogar in Raumfahrzeugen sowie in der medizinischen Industrie eingesetzt. Obwohl es sich nicht um ein stabiles Isotop handelt, das in der Natur vorkommt, ist es ein Nebenprodukt der Kernspaltung, aus der der größte Teil der weltweiten Versorgung stammt, obwohl es in den 1950er Jahren auch bei Atomwaffentests hergestellt wurde.

Aufgrund seiner Radioaktivität sollte Strontium-90 natürlich gemieden werden, aber es hat eine heimtückische Art, Sie krank zu machen, wenn Sie damit in Kontakt kommen. Sein kann eingeatmet werden Es kann aber auch über kontaminierte Nahrung und Wasser in den Körper gelangen. Sobald es aufgenommen ist, verarbeitet Ihr Körper es auf die gleiche Weise wie Kalzium. Das bedeutet, dass radioaktives Strontium in Ihre Zähne und Knochen eindringt. Sobald es Teil von Ihnen wird, kann es zu Knochenkrebs, Knochenmarkskrebs und Weichteilkrebs in den Bereichen um die radioaktiven Teile herum führen.

1. Tritium ist eines der teuersten Dinge auf der Erde.

Wasserstoff ist mit sieben Isotopen das am häufigsten vorkommende Element im Universum, obwohl nur drei natürlich vorkommen. Letzteres, Wasserstoff-3, nennen wir Tritium und es ist ebenso selten wie wertvoll. Es kann sich auf natürliche Weise in der Atmosphäre bilden, wenn Kosmische Strahlung trifft auf Stickstoff , es werden jedoch nur Spuren gebildet. Es entsteht auch bei nuklearen Explosionen und als Nebenprodukt von Kernreaktoren.

Tritium wird bei der Herstellung von Atomwaffen und auch für die Produktion verwendet leuchtende Zifferblätter und für verschiedene wissenschaftliche und Forschungszwecke. Pfund für Pfund ist es zudem einer der wertvollsten Stoffe der Erde. Beispielsweise kann ein Gramm reines Gold abhängig von einer Reihe von Faktoren etwa 70 US-Dollar kosten. Ein Gramm Platin kann etwa 40 US-Dollar kosten. Ein Gramm Kokain kann etwa 120 US-Dollar kosten, je nachdem, wo man es kauft. Wie wäre es mit einem Gramm Tritium? Es wird Sie kosten ungefähr 25.000 US-Dollar .

Etwa vier Gramm Tritium werden in Atomwaffen eingesetzt Effizienz erhöhen und machen die Waffe zerstörerischer, aber gleichzeitig leichter.