Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts vermuteten Chemiker, die sich mit
der Erforschung der Seltenerdmetalle beschäftigten, dass zwischen den
Elementen Neodym und Samarium noch ein weiteres Element stehen müsse,
da die Differenz der Atommassen von Neodym und Samarium ungewöhnlich
groß war. In diesem Zusammenhang ist besonders die Existenzvorhersage
des Promethiums von
Bohuslav Brauner*
(1855-1935, Professor für Anorganische Chemie in Prag, Arbeitsgebiete:
Seltene Erden, Periodensystem) aus dem Jahre 1902 zu nennen. 1914, nach
Ermittlung der Kernladungszahlen durch den englischen Physiker
Henry Moseley,
wurde das - zuvor bereits vermutete - Fehlen des Elements 61 und der Elemente
mit den Ordnungszahlen
43 (Technetium),
72 (Hafnium),
75 (Rhenium),
85 (Astat),
87 (Francium)
und
91 (Actinium) offenbar. Zusammen mit Moseley suchte
daraufhin
Georges Urbain, der sich bereits zwanzig Jahre lang mit den
Seltenerdmetallen beschäftigt und das
Lutetium entdeckt
hatte, mit großer Sorgfalt in seinen Präparaten nach Element 61,
konnte aber keine Spuren davon finden. Die Suche nach dem noch zu findenden
Element ging weiter.
*Auf vielen Webseiten, vor allem aus dem
englischsprachigen Raum und auch in Enzyklopädien, wird die Vorhersage
der Existenz des Elements Promethium dem US-amerikanischen Geologen John Casper
Branner (1850-1922) zugesprochen. Hierbei handelt es sich wohl um einen durch
gegenseitiges Abschreiben immer wieder publizierten Fehler aus »Brauner«
wurde »Branner«. Während sich die meisten der Webseiten nur
mit der Angabe des Nachnamens begnügen, werden bei einigen noch die
Vornamen des US-Geologen »ergänzt«.
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Bohuslav Brauner (1855-1935)
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Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915)
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Bohuslav Brauner (1855-1935)
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Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915)
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Die erste – falsche – Meldung über die Entdeckung von Element
61 kam 1926 von
B. Smith Hopkins (1873-1952) von der Universität
von Illinois/USA. Zusammen mit seinen Studenten
Leonard F. Yntema und
J. Allen Harris glaubte er auf Grund röntgenographischer Untersuchungen
von Fraktionen, die aus Neodym- und Samarium-Präparaten abgetrennt wurden,
das gesuchte Element gefunden zu haben. Er gab ihm den Namen Illinium mit dem
Symbol Il. Überprüfungen durch den Seltenerd-Spezialisten
Wilhelm Prandtl
(1878-1956) und durch
Walter Noddack und Ida Tacke führten nicht zu
einer Bestätigung der Entdeckungsmeldung aus den USA. Das gleiche Schicksal
widerfuhr
Luigi Rolla (1881-1960) und seinem Studenten
Fernandes.
Auch die von ihnen Ende 1926 berichtete Entdeckung des Elements 61, die bereits
1924 erfolgt sein sollte, konnte nicht bestätigt werden. Ihr Namensvorschlag
war Florentium mit dem Symbol Fr. Auch weitere Mitteilungen anderer Forscher
über die angebliche Entdeckung von Element 61 konnten nicht bestätigt
werden, so dass man zu der Überzeugung kam, dass das zu findende Element
radioaktiv und kurzlebig und von daher in der Natur nur schwer zu finden sei.
Schlussfolgerung aus all dem war: Das Element 61 muss künstlich hergestellt
werden. 1941 beschossen
Law,
Pool,
Kurbatow und
Quill
an der Ohio State University Proben von Neodym und Samarium im Cyclotron mit Kernen
von Deuterium-Atomen (»Deuteronen«). Dabei erhielten sie zahlreiche
radioaktive Isotope und meinten, dabei auch ein Isotop des Elements 61 gefunden
zu haben. Wegen der vermeintlichen Erzeugung im Cyclotron gaben sie ihm den Namen
Cyclonium. Diese Annahme wurde von den renommierten Atomphysikern
Emilio Segré
und
Chien-Shiung Wu bestätigt, der chemische Nachweis der Entdeckung
gelang jedoch nicht.
1944 schließlich konnten
Jacob A. Marinsky,
Larry Glendenin
und
Charles Dubois Coryell in Spaltprodukten des Urans aus Kernreaktoren
zwei Isotope des Elements 61 isolieren. Die Entdeckung des später Promethium
genannten Elements erfolgte im Zuge von Forschungen mit militärischer
Bedeutung am Reaktor in Oak Ridge, Tennessee. Zwei radioaktive Isotope wurden
erhalten. Die Erzeugung erfolgte auf zwei Wegen: Einerseits durch Kernspaltung
von Uran und andererseits durch Beschuss von Neodym mit Neutronen aus dem
Kernreaktor. Ihre Isolierung und chemische Identifizierung des Promethiums
mittels Ionenaustauschchromatografie verkündeten sie erst 1947 anlässlich
der Jahrestagung der American Chemical Society.
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Der Graphit-Reaktor von Oak Ridge.
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Der Graphit-Reaktor von Oak Ridge.
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Jacob A. Marinsky (li.) und Larry Glendenin (re.).
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Jacob A. Marinsky (li.) und Larry Glendenin (re.).
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1963 konnte
Fritz Weigel in Oak Ridge erstmals metallisches Promethium
durch Erhitzen von Promethiumfluorid PmF
3 mit Lithium im Tantal-Tiegel
herstellen.
Weiterführende Informationen: