Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Halbwertszeit von Eisen-60 überrascht Forscher

27.08.2009
Der Zerfall radioaktiver Elemente im Universum liefert Astronomen wertvolle Erkenntnisse über den zeitlichen Hergang kosmischer Abläufe. Gelingt es den Wissenschaftlern, die Mengenverhältnisse der beteiligten Ausgangs- und Zerfallsprodukte zu bestimmen, können sie auf den Zeitpunkt schließen, an dem der radioaktive Prozess seinen Anfang nahm - vorausgesetzt, die Halbwertszeit des betreffenden Stoffes ist bekannt.

Einer Gruppe von Wissenschaftlern der TU München und dem Exzellenzcluster Universe gelang es nun zusammen mit Kollegen des Schweizer Paul Scherrer Instituts (PSI), die Halbwertszeit von Eisen-60 genauer als je zuvor zu bestimmen. Sie sind dabei auf eine handfeste Überraschung gestoßen: Die Halbwertszeit von Eisen-60 liegt mit 2,6 Millionen Jahren deutlich über dem bisher bekannten Wert von 1,5 Millionen Jahren (Physical Review Letters, Vol. 103, No. 7).

Das seltene, radioaktive Eisen-Isotop Eisen-60, dessen Kern vier Neutronen mehr beherbergt als das häufigste Isotop Eisen-56, interessiert die Wissenschaftler aus mehreren Gründen. So liefert die Strahlung seines unmittelbaren Zerfallsproduktes Kobalt-60 Hinweise über die Entstehung schwerer Elemente in massereichen Sternen der Milchstraße.

Die Zerfallsreihe des Eisenisotops führt über Kobalt-60 schließlich zum stabilen Element Nickel-60, dessen Häufigkeit in Meteoritengestein Aufschlüsse über die früheste Geschichte des Sonnensystems vor mehr als viereinhalb Milliarden Jahren zulässt. In jener Phase, so vermuten Astrophysiker, konnte Eisen-60 gemeinsam mit anderen radioaktiven Elementen als Wärmequelle im Inneren der neu entstehenden Planeten und Kleinplaneten agieren und so deren Beschaffenheit entscheidend beeinflussen.

Das Vorhandensein von Eisen-60 im entstehenden Sonnensystem können sich die Astronomen allerdings nur durch ein externes Ereignis erklären, etwa eine nahe Supernova, deren ausgeworfenes Material sich mit dem Gas des entstehenden Sonnensystems vermischte. Eine Supernova vor wenigen Millionen Jahren war vermutlich der Lieferant für die Eisen-60-Spuren, die die gleiche TUM-Gruppe in Krustenmaterial des Meeresgrundes nachweisen konnte (Knie et al., PRL 2004).

Für eine zuverlässige Interpretation der Messdaten in all diesen Zusammenhängen ist eine genaue Kenntnis der Halbwertszeit von Eisen-60 von entscheidender Bedeutung. Der bisherige Wert von ca. 1,5 Millionen Jahren litt unter einer Unsicherheit von fast 20 Prozent - zu viel für die Forscher, da die Interpretation und Datierung der Prozesse empfindlich von der Eisen-60-Halbwertszeit abhängt.

Die Wissenschaftler der TU München und des PSI untersuchten nun im Rahmen einer neuen Messung einige Gramm Eisen-60-haltigen Materials - zehnmal mehr bei der letzten Messung 1984. Das Eisen extrahierten sie chemisch aus einem Stück Kupfer, das von 1980 bis 1992 als "Strahlstopper" für energiereiche Protonen am PSI diente. Nach dieser speziellen chemischen Aufbereitung am PSI beobachteten die Forscher mit einem besonders empfindlichen Gamma-Spektrometer knapp drei Jahre lang die Anreicherung des Materials mit Kobalt-60, dem unmittelbaren Zerfallsprodukt des radioaktiven Eisens. Zudem wurde am PSI die Gesamtzahl an Eisen-60-Atomen genau bestimmt. Aus den Ergebnissen ihres aufwändigen Experimentes konnten die Wissenschaftler die Eisen-60 Halbwertszeit mit einer Unsicherheit von weniger als 2 Prozent berechnen - und darüber hinaus mit einer Überraschung aufwarten: Wie sich herausstellte liegt die Halbwertszeit mit 2,6 Millionen Jahren 75 Prozent über dem bisher angenommenen Wert. Dieses Ergebnis könnte dazu führen, dass bisherige Untersuchungen zu kosmischen Vorgängen neu bewertet werden müssen: zum Beispiel die Entstehung der chemischen Elemente und die Erkenntnisse über Supernovae, die sich in der Vergangenheit in der Nähe des Sonnensystems ereigneten.

Barbara Wankerl | idw
Weitere Informationen:
http://www.universe-cluster.de
http://www.e15.physik.tu-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise