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Inseln der Stabilität


Bild: Yuri Organessian

Schwerisotopenkarte Die Stabilität der Elemente jenseits des Eisens nimmt nicht linear ab, denn Sie ist nicht nur abhängig von der Menge der Kernteilchen, sondern auch von deren Anordnung. Manche Kombinationen sind stabiler als andere. Positiv auf die Lebenserwartung von Isotopen wirkt sich eine gerade Anzahl an Protonen aus. Die Anzahl der Neutronen ist bei allen schwereren Elementen höher als die der Protonen, kann aber auch nicht wesentlich höher werden, die stabilsten Isotope sind im Allgemeinen im Mittelfeld aller existierenden Isotope eines Elements zu finden. Dazu gibt es noch magische Zahlen für die Neutronen- und Protonenanzahl, die entsprechende Isotope stabiler machen als ihre Nachbarn. Das sind jene Zahlen, bei welchen die (modellhaften) Schalen eines Atomkerns voll besetzt sind. Diese Zahlen sind für Protonen 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114, 120, 126 und für Neutronen 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 184, wobei die größeren Werte nicht gesichert sind. Isotope mit einer magischen Zahl sind stabiler, solche mit zweien wesentlich stabiler. Das letzte nicht radioaktive Isotop ist das doppelt magische 208Pb mit 82 Protonen und 126 Neutronen. Das benachbarte, einfach magische 209Bi ist mit einer äußerst langen Halbwertszeit noch sehr stabil, danach geht es mit den Halbwertszeiten der Isotope rapide bergab, bis sie wieder ansteigen und zwischen Thorium und Plutonium relativ hoch sind. Dies ist die Insel der relativen Stabilität, mit Gipfeln bei den nicht magischen 232Th und 238U. Weiter draußen werden echte Inseln der Stabilität vermutet mit superschweren Isotopen, die auf Grund magischer oder doppelt magischer Zahlen wesentlich stabiler sind als ihre Nachbarn. Vielleicht so stabil, dass genug Zeit bliebe, sie zu erforschen, bevor sie wieder zerfallen, oder sie sind gar dauerhaft. Gute Kandidaten für tief im Meer der Instabilität liegende Inselzentren sind 298Fl (Flerovium mit 114 Protonen, 184 Neutronen), 304Ubn (Unbinilium mit 120 Protonen, 184 Neutronen) und 310Ubh (Unbihexium mit 126 Protonen, 184 Neutronen). Alle drei müssten künstlich in Laboren mit großem Aufwand erzeugt werden, was bisher noch nicht gelungen ist.



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