Insel der Stabilität


Insel der Stabilität
Dreidimensionale Darstellung der Insel der Stabilität

Eine Insel der Stabilität wird in der Kernphysik von Isotopen gebildet, deren Neutronen- und Protonenzahlen bestimmten magischen Zahlen entsprechen. Diese Isotope sind deshalb stabiler als benachbarte Elemente des Periodensystems.

Die Idee der Insel der Stabilität wurde 1969 von Glenn Seaborg vorgeschlagen. Die Theorie dahinter 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. Das würde die Existenz gewisser transuranischer Elemente erlauben, die stabiler sind als viele andere. Beispielsweise ist 184 eine magische Neutronenzahl. Die zugehörigen magischen Protonenzahlen sind 114, 120 und 126. Das würde also 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 im Bereich der Insel der Stabilität dürfte nur Sekundenbruchteile bis Tage betragen, obwohl manche theoretischen Modelle längere Zeiträume voraussagen. Wenn wirklich ein stabiles Nuklid dabei entstehen würde, könnte man es wegen der Abwesenheit radioaktiver Zerfallsereignisse und der äußerst geringen Menge experimentell kaum finden bzw. nachweisen.

Allerdings dürfte es sehr schwierig sein, besagte Kerne zu synthetisieren, da man für sie bis auf das Schwerste keine stabilen Target- 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 (noch nicht entdeckte) Plutoniumisotop 248 mit dem Calciumisotop 50 beschießen. Auch Letzteres ist aufgrund seiner Instabilität nicht in größerer Menge verfügbar.

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