Physikochemische Charakterisierung des Seaborgiums: Experimentelle Vorbereitung am U-120

Das schwerste Element, dessen chemische Eigenschaften bisher experimentell untersucht wurden, ist das Element 106, Seaborgium. Kürzlich wurde am UNILAC der GSI in einem vom Institut für Radiochemie des FZR am U-120 vorbereiteten gaschemischen Experiment die Bildung und Hochtemperaturflüchtigkeit von Seaborgiumoxidhydroxid nachgewiesen.
Seaborgium ist wie die anderen Transactiniden nur in Kernreaktionen mit schweren Ionen zugänglich, wobei die Produktionsraten der kurzlebigen Isotope 263Sg (t1/2 = 0,9 s), 265Sg (t1/2 = 7,4 s) und 266Sg (t1/2 = 21 s) bei wenigen Atomen pro Tag liegen.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, die chemischen Eigenschaften des Seaborgiums an einzelnen Atomen zu untersuchen. Zur Untersuchung einzelner Atome sind gaschromatographische Methoden besonders prädestiniert. Als chemisch ähnliche Vergleichselemente für die Charakterisierung des Seaborgiums kommen vor allem Molybdän und Wolfram in Betracht.
Die experimentelle Vorbereitung am U-120 verfolgte zunächst die gaschromatographische Untersuchung von Molybdän und Wolfram in Spurenmengen. Dabei wurde nachgewiesen, daß die Gaschromatographie von Oxidhydroxiden des Molybdäns und Wolframs in Quarzglassäulen bei Verwendung von feuchtem Sauerstoff als Reaktivgaskomponente des Trägergases durch dissoziative Adsorptions- und assoziative Desorptionsreaktionen determiniert wird.

Zur methodischen Vorbereitung der aufwendigen Transactinidenexperimente wurde das Seaborgium durch Molybdän und Wolfram modelliert. Wir entwickelten und testeten einen Mehrzonenchromatographieofen für Reaktions- und Chromatographietemperaturen bis 1400 K, der direkt an die Detektionseinheit ROMA (rotating wheel multi detector analyzer) angekoppelt wurde. Zur Direktankopplung der Detektion an die Chromatographie sind die mit über 900 K aus der Chromatographiesäule austretenden Spezies auf Metallfolien zu kondensieren. Nach einer Ausbeuteoptimierung unter Aufrechterhaltung einer mindestens 99 %igen Aerosolrückhaltung wurden für 105Mo (t1/2 =35,6 s) bei einer Chromatographiesäulentemperatur von 1300 K bis zu 70 % der in die Chromatographieapparatur eingespeisten Aktivität auf Aluminiumfolien abgeschieden. Die Verweilzeit in der Chromatographieapparatur betrug ca. 10 s.
Die Auswertung des Seaborgiumexperiments am UNILAC der GSI hatte zum Zeitpunkt der Niederschrift dieses Berichts gerade begonnen, es konnte aber bereits resümiert werden, daß es mit Hilfe des U-120 gelungen war, die Lösung einer äußerst anspruchsvollen Aufgabenstellung der modernen Kern- und Radiochemie gründlich vorzubereiten.