Ununennium

Ununennium ist ein derzeit hypothetisches chemisches Element mit der Ordnungszahl 119.

Im Periodensystem steht es zwischen dem ₁₁₈Oganesson (2006 erstmals synthetisiert) und dem hypothetischen ₁₂₀Unbinilium. Das Element kommt in der Natur nicht vor, es könnte nur zukünftig durch Kernreaktion hergestellt werden.

Im erweiterten Periodensystem (es liegt außerhalb des „normalen“ Periodensystems) gehört es formal zu den Alkalimetallen und zu den Transactinoiden. Der Name ist der temporäre systematische IUPAC-Name und steht für die drei Ziffern (Un-un-enn-ium) der Ordnungszahl. Des Weiteren würde mit ihm die bisher unerforschte 8. Periode beginnen. Im Periodensystem der Elemente wird erwartet, dass es ein s-Block-Element, ein Alkalimetall und das erste Element der achten Periode ist.

Synthesewege[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ununennium ist das Element mit der kleinsten Ordnungszahl, das bisher noch nicht synthetisiert wurde. Mehrere Versuche wurden von amerikanischen, deutschen und russischen Teams durchgeführt, um dieses Element zu synthetisieren. Sie sind alle erfolglos geblieben. Experimente lassen vermuten, dass die Synthese von Ununennium (und folgenden Elementen) wahrscheinlich viel schwieriger als die der vorherigen Elemente sein wird. Vielleicht ist es auch schon das vorletzte Element, das mit aktueller Technologie überhaupt synthetisiert werden kann. Weil etwaige Atomkerne innerhalb winzigster Sekundenbruchteile zerfallen dürften, bevor sich eine stabile Elektronenkonfiguration ausbildet, sind chemische Eigenschaften nicht vorhanden bzw. nicht definierbar.

Fehlgeschlagene Syntheseversuche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bereits 1985 wurde am Linearbeschleuniger superHILAC in Berkeley vergeblich versucht, Ununennium durch den Beschuss von Einsteinium-254 mit Calcium-48-Ionen zu erzeugen.^[1]

${\displaystyle \,_{\ 99}^{254}\mathrm {Es} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \ \to \ \,_{119}^{302}\mathrm {U\;\!\!ue} ^{*}\qquad \longrightarrow \qquad }$keine Atome

Es ist unwahrscheinlich, dass diese Reaktion erfolgreich sein wird, da es sehr schwierig ist, eine ausreichende Menge des Einsteinium-Targets herzustellen.

Von April bis September im Jahr 2012 wurde am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt ein Projekt zur Synthese von ²⁹⁵Uue und ²⁹⁶Uue durch Beschuss von Berkelium-249 mit Titan-50 durchgeführt.^[2][3] Aufgrund der theoretisch vorausgesagten hohen Wahrscheinlichkeit wurde angenommen, dass man Ununennium innerhalb fünf Monate nach Projektstart synthetisieren könne.^[4]

${\displaystyle \,_{\ 97}^{249}\mathrm {Bk} +\,_{22}^{50}\mathrm {Ti} \ \to \ \,_{119}^{299}\mathrm {U\;\!\!ue} ^{*}\ \to \ \,_{119}^{296}\mathrm {U\;\!\!ue} \ +3\ \,_{0}^{1}{\mathsf {n}}}$

${\displaystyle \,_{\ 97}^{249}\mathrm {Bk} +\,_{22}^{50}\mathrm {Ti} \ \to \ \,_{119}^{299}\mathrm {U\;\!\!ue} ^{*}\ \to \ \,_{119}^{295}\mathrm {U\;\!\!ue} \ +4\ \,_{0}^{1}{\mathsf {n}}}$

Das Experiment wurde frühzeitig gestoppt, um das verwendete Berkelium-249 als Ziel (unter Beschuss von Calcium-48) zur Bestätigung der Synthese von Tenness verwenden zu können.^[5] Aufgrund der vermuteten extrem kurzen Halbwertszeit benutzte das GSI-Team neu entwickelte Geräte, welche Kernzerfall in Mikrosekunden registrieren.^[3] Keine Ununenniumatome konnten identifiziert werden, was einen beschränkenden Wirkungsquerschnitt von 65 fb andeutet.^[5][6] Der vorausgesagte tatsächliche Wirkungsquerschnitt liegt bei 40 fb, was zur Zeit des Projekts das Limit der Technologie war.^[4]

Target-Projektil-Kombinationen für Kerne mit Z=119[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die folgende Tabelle gibt alle Kombinationen für Targets und Projektile wieder, die zur Erzeugung von Kernen mit einer Ladungszahl von 119 benutzt werden könnten.

Die Tabelle enthält alle Kombinationen, deren

• Halbwertszeit (sowohl Target wie Projektil) mindestens 73 Tage (T_1/2 > 0,2 a) beträgt,
• das Projektil nicht schwerer als das Target ist,
• die Summe der Protonenzahl 119 beträgt und
• die Summe der Nukleonenzahl mindestens 294 beträgt.

Eine ähnliche Zusammenstellung findet man hier^[7].

Target		Projektil		Produkt
Kern	HWZ (a)	Kern	HWZ (a)	Kern	n	Kern	${\displaystyle \sigma _{ER}}$(fb)	${\displaystyle E_{CN}^{*}}$(MeV)	Bemerkung
208Pb	stabil	87Rb	48 Mrd.	295Uue	3 n	292Uue			zu neutronenarm °)
232Th	14 Mrd.	65Cu	stabil	297Uue	3 n	294Uue
238U	4,5 Mrd.	59Co	stabil	297Uue	3 n	294Uue
238U	4,5 Mrd.	60Co	5,3	298Uue	3 n	295Uue
237Np	2,1 Mio.	58Fe	stabil	295Uue	3 n	292Uue			zu neutronenarm °)
237Np	2,1 Mio.	60Fe	2,6 Mio.	297Uue	3 n	294Uue
244Pu	80 Mio.	55Mn	stabil	299Uue	3 n	296Uue
243Am	7370	54Cr	stabil	297Uue	3 n	294Uue
248Cm	340000	51V	stabil	299Uue	3 n	296Uue
250Cm	9000	51V	stabil	301Uue	3 n	298Uue
247Bk	1380	50Ti	stabil	297Uue	4 n	293Uue	0024	45
248Bk	9	50Ti	stabil	298Uue	3 n	295Uue
249Bk	0,88	50Ti	stabil	299Uue	4 n	295Uue	13...570	36...45
249Bk	0,88	50Ti	stabil	299Uue	3 n	296Uue	35...040	27...41
249Cf	351	45Sc	stabil	294Uue	3 n	291Uue	0990	37	zu neutronenarm °)
250Cf	13	45Sc	stabil	295Uue	3 n	292Uue			zu neutronenarm °)
251Cf	900	45Sc	stabil	296Uue	3 n	293Uue	0380	37	zu neutronenarm °)
252Cf	2,6	45Sc	stabil	297Uue	3 n	294Uue
252Es	1,3	44Ca	stabil	296Uue	3 n	293Uue	4320	35
252Es	1,3	48Ca	~stabil	300Uue	4 n	296Uue	0200	43
254Es	0,75	44Ca	~stabil	298Uue	4 n	298Uue
254Es	0,75	48Ca	~stabil	302Uue	4 n	298Uue	0015	41
254Es	0,75	48Ca	~stabil	302Uue	3 n	299Uue	0300	35

°) Folgt man dem Trend der letzten erzeugten Isotope von ₁₁₅Moscovium und ₁₁₇Tenness, enthalten diese Kerne deutlich zu wenig Neutronen, um längere Halbwertszeiten aufweisen zu können.

Vorhersage der Zerfallscharakteristik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Alpha-Zerfall-Halbwertszeiten von 1700 Isotopen mit der Ladungszahl zwischen 100 und 130 wurden aufgrund von heuristischen Modellrechnungen abgeschätzt.^[8][9][10] Die dabei gefundenen Halbwertszeiten für ^291–307Uue belaufen sich je nach Modell und Isotop auf Werte zwischen 0,06 und 500 µs. Die längste Halbwertszeit von geschätzten 25 bis 500 µs sollte das Isotop ²⁹⁴Uue haben, gefolgt von ²⁹⁸Uue mit 100 bis 300 µs.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1. ↑ R. W. Lougheed, J. H. Landrum, E. K. Hulet, J. F. Wild, R. J. Dougan, A. D. Dougan, H. Gäggeler, M. Schädel, K. J. Moody, K. E. Gregorich, G. T. Seaborg: Search for superheavy elements using the ⁴⁸Ca + ²⁵⁴Es^g reaction. In: Physical Review C. Band 32, Nr. 5, 1985, S. 1760–1763, doi:10.1103/PhysRevC.32.1760. 
2. ↑ Turning a line. In: The Economist. 12. Mai 2012 (economist.com [abgerufen am 12. September 2021]). 
3. ↑ ^{a b} J. Khuyagbaatar: Superheavy Element Search Campaign at TASCA. Abgerufen am 12. September 2021. 
4. ↑ ^{a b} Valeriy Zagrebaev, Alexander Karpov, Walter Greiner: Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? In: Journal of Physics: Conference Series. Band 420, 25. März 2013, S. 012001, doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001 (iop.org [abgerufen am 12. September 2021]). 
5. ↑ ^{a b} Alexander Yakushev: Superheavy Element Research at TASCA. Abgerufen am 12. September 2021. 
6. ↑ J. Khuyagbaatar, A. Yakushev, Ch. E. Düllmann, D. Ackermann, L.-L. Andersson: Search for elements 119 and 120. In: Physical Review C. Band 102, Nr. 6, 2. Dezember 2020, S. 064602, doi:10.1103/PhysRevC.102.064602. 
7. ↑ https://arxiv.org/pdf/2108.13614.pdf
8. ↑ C. Samanta, P. R Chowdhury, D. N. Basu: Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements. In: Nuclear Physics, Section A. Band 789, Nr. 1–4, 2007, S. 142–154, doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001, arxiv:nucl-th/0703086v2. 
9. ↑ P. Roy Chowdhury, C. Samanta, D. N. Basu: Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability. In: Physical Review C (Nuclear Physics). Band 77, Nr. 4, 2008, S. 044603-10, doi:10.1103/PhysRevC.77.044603, arxiv:0802.3837v1. 
10. ↑ P. R Chowdhury, C. Samanta, D. N. Basu: Nuclear half-lives for α-radioactivity of elements with 100 ≤ Z ≤ 130. In: Atomic Data and Nuclear Data Tables. Band 94, Nr. 6, 2008, S. 781–806, doi:10.1016/j.adt.2008.01.003, arxiv:0802.4161v2. 

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• V. Zagrebaev, A. Karpov, W. Greiner: Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? In: Journal of Physics: Conference Series. Band 420, Nr. 1. 1742-6588, doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001, arxiv:1207.5700, bibcode:2013JPhCS.420a2001Z. 

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wiktionary: Ununennium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Datenblatt zu Ununennium