Erste Identifizierung von Nobelium-Molekülen durch Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory

Wissenschaftler des Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) haben erstmals Moleküle mit Nobelium (No) hergestellt und identifiziert. Dieses Element mit der Ordnungszahl 102 ist das schwerste, das jemals in einem direkt identifizierten Molekül nachgewiesen wurde. Die bahnbrechende Leistung liefert entscheidende Einblicke in die Chemie von superheavy elements und könnte die Produktion medizinischer Isotope beeinflussen.

Die von Dr. Jennifer Pore geleitete Forschung verglich die chemischen Eigenschaften von Nobelium mit denen von simultan erzeugten Molekülen, die Actinium (Ac) enthielten. Durch die Erstellung und Analyse von Molekülen mit sowohl Actinium- als auch Nobelium-Ionen demonstrierte das Team eine neue Methode zur Untersuchung der Chemie von schweren und superheavy elements. Laut Dr. Pore werden diese Messungen das Verständnis dieser Elemente und ihrer Positionierung im Periodensystem verbessern. Das Periodensystem umfasst derzeit 118 Elemente.

Actinide wie Actinium und Nobelium werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften oft separat aufgeführt. Relativistische Effekte, die durch die starke Kernladung verursacht werden, können das Verhalten von Elektronen in diesen schweren Elementen erheblich verändern. Dr. Pore erklärt, dass diese Effekte dazu führen könnten, dass superheavy elements von ihren erwarteten Positionen im Periodensystem abweichen. Das Team nutzte fortschrittliche Geräte, darunter die 88-Inch Cyclotron Facility am LBNL, für seine Experimente.

Actinium und Nobelium wurden durch Beschuss von Targets mit Calcium-Ionen erzeugt. Die resultierenden Ionen wurden dann getrennt und in eine Gasfänger-Kammer injiziert, was die Bildung und Identifizierung von molekularen Spezies ermöglichte. Dieser Ansatz unterscheidet sich von früheren Experimenten, die auf indirekten Messungen von Zerfallsprodukten beruhten und Annahmen über die chemischen Eigenschaften der Elemente machten. Die direkte Identifizierung von Nobelium-Molekülen durch Messung ihrer Massen stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber früheren Techniken dar.

Diese Methode eliminiert die Notwendigkeit von Annahmen, die auf besser bekannten Elementen basieren. Die Forschungsergebnisse könnten auch die Produktion von medizinischen Isotopen verbessern, wie z.B. Actinium-225, das für die Krebsbehandlung vielversprechend ist, aber derzeit nur in begrenzten Mengen verfügbar ist. Ein besseres Verständnis radioaktiver Elemente könnte die Herstellung spezifischer Moleküle für medizinische Anwendungen erleichtern.

Diese Studie markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Kernchemie und eröffnet neue Wege zur Erforschung der Eigenschaften und Anwendungen von superheavy elements. Die direkte Identifizierung von Nobelium-Molekülen ist ein Beweis für die innovative Forschung am LBNL.