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Kreation von neuen Atomen

10.08.2022 - Mit der Fertigstellung des neuen Schwerionenbeschleunigers in den USA eröffnen sich bislang unerschlossene Möglich­keiten. Eine Schlüsseltechnologie stammt dabei aus Deutschland.

Kreation von neuen Atomen

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Deuterium oder auch “Schweres Wasser” genannt, ist momentan eines der Isotope, mit welchem am meisten Forschung betrieben wird. Durch seine besonderen Beschaffenheiten spielt es eine Schlüsselrolle in der Entwicklung von Fusionsreaktoren. Bei Isotopen handelt es sich um Elemente, deren Protonen oder Elektronenanzahl von der des herkömmlichen Elements abweicht. Bekannt sind uns heute etwa 2700 verschiedene Isotope, alle mit leicht abweichenden Eigenschaften ihres Ursprungs-Elements. Diese Zahl könnte nun schlagartig ansteigen.

VAT-Ventile

Halbe Lichtgeschwindigkeit

Seit Mai ist der stärkste Schwerionenbeschleuniger der Welt in Michigan in Betrieb. Wie sich vom Namen ableiten lässt, wird dieser dazu verwendet, um gelösten Ionen Energie in Form von Geschwindigkeit zuzuführen. Die Teilchen können dabei Geschwindigkeiten von 150 Millionen Kilometern pro Stunde erreichen, 50 % der Lichtgeschwindigkeit.

Die hochenergetischen Teilchen werden anschließend auf eine Grafit-Platte geleitet. Der Großteil der Ionen schießt zwischen den Grafit-Atomen hindurch, ohne mit diesen zu kollidieren. Kommt es allerdings zum Zusammenstoß, so ist die Energie so groß, dass die abstoßende Kraft des Atom-Kerns, die Coulomb-Kraft, überwunden wird. Neue Ionen werden quasi in den Kern hinein geschossen.

VAT-Ventil im Querschnitt

Neue Elemente

Als Ergebnis entstehen Atome, welche in dieser Form gar nicht oder nur äußerst selten natürlich vorkommen. Theoretisch existieren über 10.000 solcher Elemente, nachweisbar waren bisher allerdings nur weniger als 3.000. Der neue Beschleuniger der Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) soll nun den Zugang zu über 1.000 neuen dieser Atome ermöglichen.

Diese bisher unbekannten Kerne bergen ein gewaltiges Potenzial. Von Medikamenten, über alternative Kraft­stoffe, bis hin zu einem besseren Verständnis von nuklearen Reaktionen, die Möglich­keiten scheinen unbegrenzt. Kein Wunder also, dass der neue Schwerionenbeschleuniger bereits für die nächsten zwei Jahre ausgebucht ist.

Für die nötige Sicherheit in der Forschung mit solchen gewaltigen Kräften sorgen unter anderem die Ventile der VAT Group. Diese sind im Notfall in der Lage, sich innerhalb von weniger als 10 Millisekunden vakuumdicht zu schließen und so auf eventuelle Lecks oder einen potenziellen Druckanstieg zu reagieren. Zudem sind sie robust genug, um den auftretenden extremen Temperaturen und Strahlungen standzuhalten, damit zukünftig sicher nach neuen Elementen geforscht werden kann.

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Autor Alexander PischelAutor Alexander Pischel ist Innovations-Analyst bei den Alpha Star Fonds. Alpha Star verfolgt mit seinen Aktienfonds das Ziel, in innovative Qualitätsunternehmen aus dem Mittelstand zu investieren. Folgen Sie uns auf Linkedin: Alpha Star / Alexander Pischel.

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