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Ein Blogger kommt selten allein - auch für die Leser?

Liebe Leser, Liebe Blogger-Kollegen,

Heute geht es hier für einmal nicht direkt um Naturwissenschaftliches, sondern um die Welt der Blogs und Blogger. Die spielt sich nämlich in Facebook-Gruppen, Foren, Whatsapp-Channels und vielen anderen Kanälen ab, in welchen wir unabhängigen Internet-Autoren unabhängig von unseren Themen zusammenfinden und uns austauschen.

Dabei ist unter Schweizer Bloggern auch die Idee zu einer Blogparade “Ein Blogger kommt selten allein” entstanden, welche sich mit der Zusammenarbeit von Bloggern und gemeinschaftlichen Projekten beschäftigen soll.

Vernetzung von Bloggern: Wo bleiben die Leser?

In der Bloggerwelt wird immer wieder der Wunsch laut, das Blogger sich mit Bloggern vernetzen und einander unterstützen. Und ebenso regelmässig kommt die Diskussion darum auf, dass wir Blogger im D-A-CH-Raum uns damit besonders schwer täten, dass wir – womöglich kulturell bedingt – gehemmt seien, wenn es um gegenseitige Unterstützung geht. Die Frage, die sich dann stellt, lautet in der Regel: Wie können wir das besser machen? Wie können wir einander unterstützen?

Dabei geht in meinen Augen jedoch oft das Wesentliche vergessen: Wir schreiben für euch, unsere Leser, unsere Zielgruppe.

Die Frage sollte also lauten: Wie können wir uns gegenseitig dabei unterstützen, euch – unserer jeweiligen Zielgruppe – interessante, lesenswerte, nützliche und bewegende Inhalte zu liefern?

In den vergangenen Jahren habe ich viel über diese Frage und mögliche Antworten nachgedacht. Einige, die ich bereits verfolge oder künftig verstärkt verfolgen möchte, möchte ich euch heute vorstellen – und euch schliesslich die Frage aller Fragen stellen: Was interessiert euch tatsächlich?

Zusammenarbeit unter Bloggern für die Leser? Drei meiner Ansätze


1. Mit Gleichgesinnten Interessengemeinschaften bilden

“Gleichgesinnt” heisst hier in meinen Augen “der gleichen Zielgruppe verhaftet”. Was nützt es, wenn zwei Blogger im gleichen Genre schreiben – als Beispiel einen Foodblog mit Kochrezepten – aber völlig unterschiedliche Leser bedienen? Zum genannten Beispiel: Ein Foodblog mit Rezepten für Vegetarier, der andere mit Rezepten für Grillfleisch. So lange hier nicht einer der Beteiligten über seinen Schatten springt (und sich zum Beispiel an gegrilltem Gemüse probiert), überschneiden sich die Zielgruppen nicht!

Als meine Zielgruppe sehe ich Menschen an, die einen “normalen” (Familien-)Alltag zu bewältigen haben und/oder mit der Bildung neugieriger Nachwuchs-Forscher zu tun haben. Für eben diese Menschen schreiben auch all die Mama-, Papa- und Familienblogger – mit dem einen Unterschied, dass diese in der Regel selber Kinder haben. Ich nicht. Ich bin somit keine Mama-Bloggerin. Und dennoch schreibe ich für die gleiche Leserschaft.

Das Netzwerk Schweizer Familienblogs

Nachdem mir das erst einmal klar geworden war, habe ich im vergangenen Jahr das Netzwerk Schweizer Familienblogs mitbegründet. Beim Austausch unter Familienbloggern wurde rasch klar, dass viele von uns die gleichen Interessen haben: Die flächendeckende Einhaltung von Qualitätsstandards, die Möglichkeit, potentiellen Kooperationspartnern selbige gesammelt anzubieten, sich in einem “geschützten” Raum auszutauschen und manches mehr.

So sind einige von uns dem Ruf von Rita von den Angelones und Jerome von […] gefolgt, haben überlegt, wie diese gewünschten Qualitätsstandards aussehen sollen und sie auf der eigenen Website des Netzwerks in Schriftform gebracht.

Kurz gesagt beinhalten diese Standards neben Inhalten für Familien(-menschen) – das sollte ja selbstverständlich sein – eine grundlegene Orientierung am Schweizerischen Internetrecht (Stichwort: Impressum!) und Transparenz beim Umgang mit werblichen Inhalten und Kooperationen. Auf der Website des Netzwerk finden interessierte Leser und Kooperationspartner eine Liste der Schweizer Familienblogs, die sich zur Einhaltung dieser Standards verpflichtet haben und dies mit dem Siegel des Netzwerks Schweizer Familienblogs kundtun dürfen.

Gemeinsam für die Leser: Netzwerk Schweizer Familienblogs

Auf diesen Blogs findet ihr, lebe Leser, familientaugliche Inhalte ohne Schleichwerbung von Autoren, die zu ihren Inhalten stehen und offen für seriöse Kontakte und Geschäfte sind.

Und wenn ihr, liebe Mit-Familienblogger, dabei sein möchtet, könnt ihr euch jederzeit hier um Aufnahme bewerben. Solltet ihr die gewünschten Standards noch nicht erfüllen, helfen wir euch gerne dabei, die nötigen Veränderungen umzusetzen.

2. Ein Verzeichnis zusätzlicher, für die Zielgruppe spannender Inhalte bereitstellen

Hierzu gehört sicherlich die klassische Blogroll – eine Liste meist themen- bzw. zielgruppenverwandter Blogs, die der Blogger eures Vertrauens euch empfehlen kann. Und seinen bloggenden Kollegen damit einen Backlink und im besten Fall sogar Zugriffe spendiert.

Ich gehe da sogar noch einen Schritt weiter. Warum nicht auch einzelne spannende Artikel dauerhaft zugänglich machen, die sonst irgendwo in den Blog-Archiven verborgen liegen?

Das Periodensystem gebloggt

Für meine an Chemie&Co interessierte Zielgruppe habe ich das “Periodensystem gebloggt” ersonnen. Denn alles ist Chemie – alle Dinge bestehen aus (aktuell bekannten) 118 chemischen Elementen, zu welchen es viele spannende Geschichten gibt. Und die alle selbst zu schreiben würde mich auf Dauer doch ein wenig an meinem eigenen Blogthema – der Chemie des (Familien-)Alltags – vorbei führen.

Aber dafür gibt es ja viele fleissige wie versierte Kollegen, welche über die Elemente gebloggt haben oder bloggen. Und deren Artikel finden Platz in meinem gebloggten Periodensystem der Elemente. Okay, der ein oder andere von mir ist auch darunter. Aber vor allem warten noch viele Elemente darauf, verbloggt zu werden.

Und damit lade ich nun euch ein, liebe Mitblogger, euch mit eurem eigenen Beitrag zu einem der Elemente – vielleicht eurem Lieblingselement? – im Periodensystem zu verewigen! Wenn ihr bereits einen passenden Artikel habt, kommentiert oder schickt mir doch einfach euren Link dazu. Und wenn ihr erst einen schreiben möchtet, lasst es mich allenfalls wissen, damit ich euch das entsprechende Element frei halten kann.

Das Thema passt jetzt gar nicht auf euren Blog? Oder ihr habt gar keinen und möchtet trotzdem gerne schreiben? Gerne veröffentliche ich euren Gastbeitrag zum Element auf Keinsteins Kiste und verlinke ihn ins Periodensystem!

3. Uns gegenseitig unsere Expertise zur Verfügung stellen

Wir alle haben unser Steckenpferd, unser Blogthema, von dem wir eine Menge wissen und verstehen. Und manche von uns haben sogar zwei oder mehrere. Dabei überschneiden sich diese Themen mitunter – häufig in Bereichen, die uns womöglich nicht gleich ins Auge fallen. Dabei können Gastblogger den Lesern im Bereich genau dieser Überschneidungen vieles bieten.

Aus diesem Grund biete ich euch, liebe Mitblogger, hiermit meine Expertise an: Ich habe Chemie studiert und Didaktik gelernt. Dieses Wissen gebe ich gerne weiter – sei es in Form von spannenden Experimenten, Erklärungen, Sicherheits- oder Anwendungstipps zu Phänomenen in eurem Alltag.

Und euer Alltag – dazu gehört schliesslich euer Blogthema, zu dem ihr schreibt oder lest – überschneidet sich automatisch mit meinem Thema: Chemie ist überall – alles ist Chemie!

Meine Expertise in Gastbeiträgen bei euch

Gerne verfasse ich einen Gastbeitrag, in welchem ich “mein” Fach in den Dienst eures Themas stelle. Das könnten zum Beispiel sein: Lebensmittel- bzw. Küchenchemie auf dem Kochblog, Materialien für Textilfasern auf dem Modeblog, die spannendsten Naturwunder an Ziel X erklärt auf dem Reiseblog, Inhaltstoffkunde auf dem Beautyblog, kindgerechte Experimente auf dem Familienblog und vieles andere mehr. Im Gegenzug freue ich mich über eine Verlinkung von Keinsteins Kiste im Artikel.

Und umgekehrt: Habt ihr beruflich oder anderweitig mit naturwissenschaftlichen Themen im Alltag zu tun? Dann freue ich mich ebenso über einen Gastbeitrag von euch!

Bei aller Unterstützung: Ohne euch Leser läuft nichts!

Diejenigen, die uns Blogger am wirksamsten und mit dem wenigsten Aufwand unterstützen könnt, seid schlussendlich ihr – die Leser! Unsere Inhalte werden nämlich erst dann so richtig sichtbar, wenn ihr sie in euren Netzwerken teilt und somit möglichst vielen Interessierten zugänglich macht.

Die sozialen Medien wie Facebook, Twitter, Instagram, Pinterest und Co sind darauf ausgelegt, bevorzugt das auszuspielen, was ihre Nutzer interessiert. Und das Interesse messen sie an den Interaktionen, die auf einen Beitrag folgen: Teilen, Kommentieren, Liken!

Zeigt also eurem Umfeld, was von Interesse ist, indem ihr teilt, was euch gefällt und scheut euch nicht, euren Senf dazu zu geben. Und wenn es unter einem Beitrag mal richtig kontrovers zur Sache geht, ist das für uns Blogger ein Grund zur Freude: Ein Haufen Kommentare macht den Beitrag erst so richtig gut sichtbar (weil er entsprechend bevorzugt in den Feeds der Netzwerke aller Beiteiligten ausgespielt wird).

Frage an die Leser: Was interesssiert euch wirklich?

Nun gebe ich jedoch die entscheidende Frage vom Anfang an euch Leser weiter:

Welche unserer Vernetzungsaktionen bieten euch tatsächlich Mehrwert?

Interessieren euch Blogparaden? Bevorzugt ihr solche mit breiter Streuung eines allgemeinen Themas durch alle Genres oder eher solche, die auf “eure” Nische beschränkt bleiben? Oder sind Blogparaden für euch völlig uninteressant?

Nutzt ihr Blogrolls? Linkups? Permanent verfügbare Inhalts-Sammlungen wie das PSE gebloggt? Interessiert euch, was wir auf Bloggertreffen, in Bloggergruppen oder im Zuge anderer gemeinsamer Projekte so treiben?

Oder sind wir mit all dem völlig auf dem Holzweg: Was würde euch interessieren, auf das wir Blogger vielleicht noch nicht gekommen sind?

Kommentiert uns doch eure Antworten unter diesem Beitrag – damit wir Blogger künftig noch mehr für euch Leser zusammen arbeiten können!
 

Blogparade “Ein Blogger kommt selten allein”

Uns? Richtig: Wir – das sind nebst mir nämlich die weiteren Teilnehmer an der Blogparade:

  • Svea von Dreimal Frei: Der Schweizer Blog zu den Themen Familie, freie Schule und Freilernen über ihre Vernetzung mit dem Blog “Schools of Trust” Auch Svea ist übrigens Mitglied im Netzwerk Schweizer Familienblogs!
  • Natascha und Fabienne vom Schweizer Fashion- und Lifestyleblog Ich, DU & Wir mit ihren Outfits gemäss Follower-Abstimmung
  • Tamara vom Schweizer Food, Family und Lifestyle Blog Cakes, Cookies and more mit ihrem Quinoa-Salat, der im Rahmen der Food-Challenge der “Foodblogs Schweiz” (einer ähnlichen Interessengemeinschaft wie das Netzwerk Schweizer Familienblogs, in welchem Tamara ebenfalls Mitglied ist!)

Dieser Artikel enthält Affiliate-Links aus dem Amazon-Partnerprogramm (gekennzeichnet mit (*) ) – euch kosten sie nichts, mir bringen sie vielleicht etwas für meine Arbeit ein.

Ein Bergarbeiterdorf unweit des Bartlett Mountain, Bundesstaat Colorado, USA, 1916. Missmutig blinzelt John Doe in die bereits hoch am Himmel stehende Sonne. Eigentlich sollten er und seine Kumpel längst unter Tage sein, Erz schürfen und Geld verdienen, um ihre Familien zu ernähren. Doch in der Mine läuft längst nichts mehr, wie es sollte. Nicht nur, dass das Zeug, das sie aus dem Berg holen, niemand haben will – inzwischen wagen die Kumpel kaum noch, ihre Frauen und Kinder allein über Tage zurück zu lassen. Zu gross ist die Angst, dass die Schlägertrupps wieder auftauchen und das traute Heim in einen Scherbenhaufen verwandeln – oder gar schlimmeres tun.

Und das alles wegen… es klingt wie ein Fluch, wenn John Doe den Namen des verwünschten Metalls, das ihm statt einem Lebensunterhalt die Hölle auf Erden beschert, über die Lippen bringt: Molybdenum – “Molly be damned!”

Molybdän ist eigentlich ein überaus nützliches Metall. Und eigentlich spricht man es im Englischen “Moh-lib-dieh-num” und nicht “Mollyb-dennum” bzw. “Molly be damned” aus. Den Minenarbeitern in Colorado war das allerdings einerlei. Sie wünschten sich vielmehr, dass man dieses Metall im Bartlett Mountain nie gefunden hätte. Denn sie mochten sich nicht vorstellen, warum ein Metall, das bislang keiner haben wollte, plötzlich solche Begehrlichkeiten weckte, dass es ihnen den Geschmack des Weltkriegs bis vor die Haustür brachte.

Dabei war der Auslöser des Konflikts um “Molly be damned” gar nicht mal so neu, wie viele dachten.

 

Molybdän- ein nützliches Metall

Schon im 14. Jahrhundert entdeckte ein japanischer Meisterschmied, dass die Zugabe von Molybdän zu seinem Rohmaterial einen Stahl hervorbringt, aus dem sich Samurai-Schwerter fertigen liessen, die über die Massen hart waren und nicht rosteten. Jener Schmied hütete das Geheimnis seines “Super-Stahls” jedoch so akribisch, dass er es schliesslich für über 500 Jahre mit ins Grab nahm.

Erst nach der Wiederentdeckung seiner nützlichen Eigenschaften Anfang des 20. Jahrhunderts härtet Molybdän nicht nur Stähle, sondern wird dank seiner überaus hohen Schmelztemperatur auch in stromführenden Drähten und Folien in Halogenlampen verwendet. Damit steht es dem klassischen Material für Glühdrähte, dem noch höher schmelzenden Wolfram (im Periodensystem direkt unter Molybdän anzutreffen!) in wenig nach.

Heute weiss man zudem, dass Molybdän als Spurenelement für nahezu alle Lebewesen unverzichtbar ist: Seine Ionen sind Bestandteil verschiedener Enzyme, die dafür geschaffen sind, auf einfache Weise Elektronen von einem Molekül auf ein anderes zu übertragen und so in lebenden Wesen Redox-Reaktionen zu ermöglichen. Diese sind zum Beispiel nötig, damit Pflanzen den Stickstoff in der Luft in nützlichere Verbindungen wie Ammoniak und Nitrate umwandeln können (Mehr zum Stickstoff-Kreislauf könnt ihr in der Geschichte zu den Stoffkreisläufen im Glas nachlesen) .

 

Eine Mine, die die Welt (noch) nicht braucht

Von all dem wusste man allerdings noch nichts, als vor dem ersten Weltkrieg ein Einheimischer am Bartlett Mountain Erz entdeckte und in der Hoffnung auf verkäufliches Blei oder Zinn einen Claim absteckte. Zu seinem Unglück entpuppte sich “sein” Metallvorkommen jedoch als damals fast nutzloses Molybdän, das abzubauen seinerzeit mehr kostete als der Verkauf des Erzes einbrachte. So zögerte der erste Eigner des Claims nicht lange, als sich ihm die Gelegenheit bot, seine Schürfstätte an den Unternehmer Otis King aus Nebraska zu verkaufen, der mit einer neuartigen Schürftechnologie aufwarten und das Molybdän damit gewinnbringend verkaufen konnte.

In aller Begeisterung für die neue Technik und den erfolgreichen Abbau an der, wie sich zeigen sollte, grössten Molybdän-Fundstätte der Welt, übersah King jedoch eine entscheidende Kleinigkeit: Haben wollte das Metall nach wie vor kaum jemand. Und ehe er sich versah, hatte der stolze Minenbesitzer fast 3 Tonnen Molybdän auf den Markt gebracht – um dann festzustellen, dass die Welt im Jahr nur 2 davon brauchte. So drohte Kings Geschäftsidee zunächst an fehlender Nachfrage zu scheitern. Da seine Schürftechnik als solche jedoch funktionierte, war diese Neuheit am Bartlett Mountain der US-Regierung 1915 zumindest eine Erwähnung im amtlichen Bergbau-Fachblatt wert.

 

Ein Krieg am anderen Ende der Welt

Indessen tobte im fernen Europa der erste Weltkrieg, in welchem sich unter anderem die westlichen Alliierten (damals noch ohne amerikanische Beteiligung) erbitterte Schlachten mit dem deutschen Kaiserreich lieferten. Zu den am meisten gefürchteten Waffen der Deutschen zählte dabei die “dicke Berta”, eine gewaltige, 43 Tonnen schwere Belagerungskanone, die eine Granate von einer Tonne Gewicht binnen Sekunden über eine Distanz von rund 15 Kilometern schoss.

Die enormen Ausmasse dieser Kanonenrohre und das gewaltige Gewicht ihrer Munition bargen allerdings ein ebenso gewaltiges Problem: Um derart grosse Massen schnell in Bewegung zu setzen, braucht es Unmengen Energie – die in einer Kanone stets in Begleitung einer grossen Menge Wärme frei wird. So war es unvermeidlich, dass die rund sieben Meter langen Kanonenrohre der “dicken Berta” schnell weich wurden – selbst bei nur wenigen Schüssen in einer Stunde –  und sich schon nach einigen Tagen des Bombardements unwiederruflich verzogen.

Und dieser Umstand machte den Nutzen einer Riesenkanone, deren Montage am Einsatzort 6 Stunden Arbeit von 200 Mann erforderte und innerhalb kürzester Zeit unbrauchbar wurde, mehr als fraglich.

 

Das Geheimnis des Superstahls wird gelüftet

Allerdings hatten die Schöpfer der “dicken Berta” beim Deutschen Stahlriesen Krupp bald eine Lösung für dieses Problem vor Augen. Denn sie hatten das Geheimnis des “Super-Stahls” wiederentdeckt, welches der japanische Meisterschmied einst mit ins Grab genommen hatte: Molybdän. Als Beigabe zum Stahl erhöht das Metall, dessen Schmelzpunkt rund 1100°C über dem von Eisen – dem Hauptbestandteil von Stahl – liegt, dessen Temperaturbeständigkeit und Härte ungemein.

Das lässt sich damit erklären, dass Molybdän-Atome grösser sind als die des Eisens, sodass mehr Energie nötig ist, um sie zur Schwingung anzuregen, und dass sie mehr Elektronen besitzen als Eisen-Atome, sodass die Molybdän-Atome nicht nur unbeschadet mehr Wärme absorbieren, sondern auch wie durch zahlreichere Verstrebungen fester miteinander verbunden werden können. Eingebettet zwischen Eisen-Atomen im Stahl bewirken die fest “verstrebten” Molybdän-Atome überdies, dass sich die Atome des Stahls weniger leicht gegeneinander bewegen lassen, sodass sich das Metall auch bei starken Temperaturänderungen, die solche Verschiebungen bewirken können, weder verzieht noch spröde wird.

So sollte molybdänhaltiger Stahl der “dicken Berta” Rückgrat verleihen – wenn man es denn auftreiben konnte. Denn die deutsche “Metallgesellschaft”, ein wahrer Bergbau-Gigant mit Sitz in Frankfurt am Main, betrieb zwar Minen, Hütten und Zweigstellen rund um den Globus, aber eine Molybdän-Fundstätte war nicht darunter. Dafür las man in der Zweigniederlassung “American Metal” in New York das amtliche Mitteilungsblatt der US-Regierung und stiess so auf die weltweit einzige Fundstelle für Molybdän – am Bartlett Mountain, wo Otis King auf seiner praktisch bankrotten Mine sass.

 

Die Schlacht am Bartlett Mountain

Das deutsche Militär war im festgefahrenen Krieg auf jeden Vorteil dringend angewiesen, sodass das “Wundermetall” zur Härtung der dicken Berta auf schnellstem Wege die weite Reise über den Atlantik antreten sollte. So entsandte die Metallgesellschaft ihren besten Agenten in Colorado, Max Schott, dem ein “geradezu hypnotisch durchdringender Blick” nachgesagt wurde, um King zur Aufgabe seiner Mine zu drängen.

Als dieser jedoch zögerte seinen Besitz abzutreten – weil er den Grund für das Interesse der Deutschen an “seinem” Molybdän ahnte, welcher noch niemandem sonst in den Sinn kam -, sandte Schott seine Schergen, um Druck zu machen. Diese Schlägertrupps bedrängten King, seine Arbeiter und deren Familien, zerstörten mitten im bitterkalten Winter deren Unterkünfte – sie taten alles bis an die Grenze zu vorsätzlichem Mord, um die Arbeit in der angeschlagenen Mine zu behindern. Während die Minenarbeiter das Metall, das sie kaum mehr zu schürfen wagten, als “Molly be damned” verfluchten, drängten die Schläger King selbst im Zuge eines Überfalls über eine Klippe am Berg in einen Abgrund – wo eine Schneewehe ihm das Leben rettete und so die Gelegenheit gab, die umkämpfte Mine schliesslich für lausige 40’000 Dollar an Schott zu verkaufen.

Der Rest der Welt bekam indes von all dem nichts mit. Erst als die Briten 1916 deutsche Waffen eroberten und analysierten, stiessen sie auf das “Wundermetall” Molybdän im Stahl. Doch selbst nach dem Kriegseintritt der USA 1917 sollte noch ein Jahreswechsel vergehen, bis man American Metal unangenehme Fragen zu stellen begann. Dort wiederum gab man an, die Mine am Bartlett Mountain rechtmässig von King erworben zu haben. Als die US-Regierung schliesslich die Geldmittel der Gesellschaft einfror und die Kontrolle über die Mine übernahm, beschossen “dicke Bertas” aus molybdän-veredeltem Stahl bereits Paris – aus einer Distanz von rund 120 Kilometern!

 

Und am Ende siegt die Gerechtigkeit?

Nach dem Waffenstillstand zum Kriegsende ging das Unternehmen von Max Schott schliesslich bankrott, als der Molybdän-Preis erneut verfiel. Otis King kehrte in “seine” Mine zurück – und dieses Mal sicherte er sich seinen Markt, indem er Henry Ford überzeugte, sein “Wundermetall” in Auto-Motoren zu verbauen. Und so, wie Autos zu einem Renner wurden, wurde King zum Millionär.

Bis zum zweiten Weltkrieg sollte das ihm verwandte Wolfram – in allen Belangen noch leistungsfähiger als sein “kleiner Bruder” – dem Molybdän den Rang ablaufen, sodass die bewegte Geschichte des verfluchten Wundermetalls weitgehend in Vergessenheit geriet.

Gefunden habe ich sie schliesslich in englischsprachigen Quellen: auf dem Blog “Speak it out” von Delson Roche und im Buch “The Disappearing Spoon…and other true tales from the Periodic Table” (*) von Sam Kean.

Die Molybdän-Mine am Bartlett Mountain gibt es jedoch noch heute. Wiedereröffnet als Tagebau gehört sie zur Climax Molybdenum Company und sorgt nicht nur für harten Stahl, sondern auch für (Halogen-)Licht in dunklen Stunden.

 

Und ist euch Molybdän schon einmal begegnet?

Die IUPAC hat den Nachweis der Existenz der chemischen Elemente 113, 115, 117 und 118 offiziell bestätigt. Diese Nachricht geistert dieser Tage durch die Presse – teilweise in höchst zweifelhafter Qualität. Die grosse Aufmerksamkeit, die diesen exotischen, von Menschenhand geschaffenen Elementen zuteil wird, mag daher rühren, dass solche Nachrichten selten sind: Zuletzt wurde vor 4 Jahren der Nachweis der Elemente 114 und 116 bestätigt. Entdeckt – besser: erschaffen wurden die vier jüngsten chemischen Elemente aber schon vor Jahren!

Das derzeit jüngste Element unseres Periodensystems hat die Ordnungszahl 117 und den vorläufigen Namen Ununseptium (lateinisch für einhundertsiebzehn). Tatsächlich wurde Element Nummer 118 früher nachgewiesen, schlichtweg weil seine Erschaffung einfacher war: Atome mit ungerader Ordnungs- bzw. Protonenzahl sind schwieriger zu erzeugen als Atome mit gerader Ordnungszahl). Nummer 117 wurde erstmals im “Joint Institute for Nuclear Research” (JNIR) in Dubna, Russland, nachgewiesen und die Ergebnisse im Frühling 2010 veröffentlicht [1]. Das dazu notwendige Experiment ist allerdings von einem derart wahnwitzigen Umfang, dass Dutzende Wissenschaftler in mindestens 6 Forschungseinrichtungen rund um die Welt an seiner Realisierung beteiligt waren.

Und da Wissenschaftler nur das akzeptieren, was sich reproduzieren lässt, hat eine zweite, noch weltumfassendere Forschungsgemeinschaft den Nachweis von Nummer 117 im GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, Deutschland, wiederholt und die Bestätigung der Ergebnisse aus Dubna 2014 veröffentlicht [2]. Trotzdem nimmt die IUPAC es mit der Überprüfung solcher Ergebnisse sehr genau, sodass sie nun erst, am 30.12.2015, offiziell grünes Licht gegeben hat um 117 und die anderen drei jüngsten Elemente zur endgültigen Benennung freizugeben.

Aber wie erzeugt und detektiert man heutzutage neue Elemente?

Wie Atomkerne entstehen

Atomkerne bestehen aus elektrisch positiv geladenen Protonen und elektrisch ungeladenen Neutronen. Diese beiden Sorten von Kernteilchen sind nahezu gleich schwer, sodass die im Periodensystem verzeichnete Masse eines Atomkerns in der Masseneinheit u nahezu der Anzahl aller seiner Kernteilchen entspricht. Die Anzahl Protonen von Atomen eines Elements ist immer gleich und entspricht der Ordnungszahl im Periodensystem. Ein Wasserstoff-Atom enthält also stets ein Proton: die Ordnungszahl von Wasserstoff ist 1.

Die Anzahl Neutronen ist hingegen nicht festgelegt. Häufig gibt es von einem Element verschiedene Atome mit verschiedenen Neutronenzahlen, wie zum Beispiel der “herkömmliche” Wasserstoff, auch Protium genannt, dessen Kern aus einem einzigen Proton besteht, und die Kerne von Deuterium (ein Proton und ein Neutron) und Tritium (ein Proton und zwei Neutronen). Diese unterschiedlichen Vertreter eines Elements werden “Isotope” genannt. Protium, Deuterium und Tritium sind also Isotope des Elements Wasserstoff.

 

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Wasserstoffisotope: Die “Nuklid-Schreibweise” unter den bildlichen Darstellungen der Kerne gibt das Elementsymbol, links oben die Zahl aller Kernteilchen und links unten die Protonen- bzw. Ordnungszahl an. (By Johannes Schneider (Own work) [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

 

 

Wer sich die Darstellung von Atomkernen als Klumpen aus kleinen Kugeln ansieht, mag sich fragen, wie diese Teilchen eigentlich zusammen halten. Schliesslich stossen sich gleiche elektrische Ladungen doch ab, und ungeladene Teilchen sollten der Elektrizitätslehre nach keinen Grund haben einander anzuziehen. Gemäss der Kernphysik haben sie jedoch einen sehr guten Grund dazu: Zwischen Kernteilchen wirkt nämlich die sogenannte “starke Kernkraft” überaus anziehend, sobald diese erst nah genug beieinander sind. Denn ihrer extrem kurzen Reichweite zum Trotz ist die starke Kernkraft um einiges stärker als die Abstossung zwischen den positiven Ladungen der Protonen in einem Kernklumpen!

Um Atomkerne zu schaffen muss man einzelne Kernteilchen oder kleine Atomkerne also so dicht zusammenbringen, dass die starke Kernkraft wirken kann. Wenn das gelingt, entsteht ein neuer, grösserer Atomkern: Das nennt man  Kernfusion.

Bei der Entstehung von leichten Kernen ( also kleineren Atomkernen als jenen des Elements Eisen) durch Kernfusion werden dabei gewaltige Mengen “Kernbindungsenergie” frei (In Folge dessen ist die Masse des neuen Kerns kleiner als die Summe der Massen seiner einzelnen Bausteine – dieser Umstand ist als Massendefekt bekannt). Diese Energiemenge kann so gewaltig sein, dass sie die Sonne strahlen lässt, einer Wasserstoff-Fusions-Bombe ihre Sprengkraft verleiht und dass ihre friedliche Nutzung in Reaktoren ein Menschheitstraum ist. Dennoch muss niemand fürchten, dass Experimente zur Erschaffung neuer Elemente ihren Schöpfern gleich einer Wasserstoff-Bombe um die Ohren fliegen.

Atomkerne, die schwerer als Eisen sind, sind nämlich – anders als die leichten Kerne – weniger stabil als ihre losen Bausteine. Das heisst, die Erschaffung schwerer Atome “verbraucht” Energie anstatt sie frei zu setzen, sodass die Masse des neuen Kerns grösser ist als die Summe der Massen seiner Bausteine (umgekehrt wird diese Energie beim radioaktiven Zerfall solch schwerer Kerne wieder frei und macht sich als Bewegungsenergie abgestrahlter α- und β-Teilchen, als γ-Strahlung oder Wärme bemerkbar).

 

Wie Kernteilchen zusammenfinden

Der simpelste Weg sehr schwere Atomkerne/Elemente zu machen besteht darin, vorhandene Kerne mit Neutronen zu beschiessen, denn wie makroskopische Geschosse sind bewegte Neutronen sehr energiereich und kommen beim Aufprall sehr, sehr nah an ihr Ziel heran. Ausserdem können Neutronen zu Protonen und Elektronen zerfallen (das entspricht einem β-Zerfall: ein aus einem Atomkern abgestrahltes Elektron wird auch β-Teilchen genannt), sodass aus einem Atomkern nach der Eingliederung eines oder mehrerer Neutronen ein nahezu gleich schwerer Kern mit höherer Ordnungszahl entstehen kann!

Das funktioniert im bekannten Universum unter vier Umständen, unter denen genug Neutronen-Geschosse aufgebracht werden, um schwere Kerne aufzubauen: Im Innern eines strahlenden Sterns innerhalb von Jahrmillionen, in einer Supernova, im Feuer einer Wasserstoff-Fusions-Bombe, und in Atom-Reaktoren. Aber wie man es dreht und wendet: Mit Neutronenbeschuss kommt man nur bis zum Element Fermium mit der Ordnungszahl 100.

Danach nimmt ein Problem überhand: Alle Atomkerne mit 84 oder mehr Protonen sind radioaktiv, d.h. sie zerfallen früher oder später durch Abgabe von α- oder β-Teilchen oder spalten sich ganz von selbst in zwei oder mehr grössere Bruchstücke. Und Elemente mit mehr als 100 Protonen zerfallen schneller, als dass sie durch Aufnahme einzelner Neutronen aufgebaut werden könnten.

Deshalb muss man die Atomkerne neuer Elemente in einem Schritt aus zwei grösseren Teilkernen zusammenschmelzen: Das kleinere Teilstück (ein Atomkern ohne Elektronenhülle ist das Extrem eines Ions, weshalb man diese Teilchen Schwer-Ionen nennt) wird beschleunigt und auf das grössere Teilstück geschossen. Wenn dabei ein genauer Treffer gelandet wird, entsteht aus beiden Teilen ein neuer Kern. Da zu dieser Form der Verschmelzung keine unfassbare Sternenhitze nötig ist, nennt man das Verfahren “kalte” Schwerionenfusion. Ein dabei entstehender neuer Kern besteht in der Regel nur wenige Sekundenbruchteile, ehe er entweder α-Teilchen abgibt oder sich spontan spaltet.

Ziel solcher Experimente ist die Schaffung neuer Kerne, die α-Teilchen abgeben anstatt sich spontan zu spalten. Denn die Energie dieser α-Teilchen lässt sich vorab anhand von Kern-Modellen sehr genau berechnen, sodass die Registrierung von α-Teilchen mit der passenden Energie als Nachweis für die zeitweilige Existenz der neuen Kerne verwendet werden kann.

Die meisten neuen Kerne geben jedoch der spontanen Spaltung den Vorzug, weil sie bei der Schwerionenfusion etwas mehr Energie erhalten, als für die Verschmelzung notwendig ist. Mit viel Glück können sie dieses “Mehr” an Energie jedoch rechtzeitig loswerden, indem sie einzelne Neutronen ab”strahlen”, bis der α-Zerfall schliesslich einsetzt. Allerdings funktioniert dieses “Abdampfen” von Neutronen ziemlich selten: Schon bei der Schwerionenfusion von zwei Teilkernen zum Element Bohrium (Ordnungszahl 107) gelingt dies nur bei einem von 1000 Kernen [3]!

 

Was man für die Erschaffung eines neuen Elements braucht

Für ein Experiment zur Erschaffung eines neuen Elements braucht man also ein Zielmaterial (englisch “target”) aus Atomen eines ausreichend schweren Ausgangselements, passende schnelle Schwerionen und einen schnellen aber hochempfindlichen Detektor, der einzelne α-Teilchen aus dem Teilchensalat eines nuklearen Trommelfeuers filtern und registrieren kann.

Für den Nachweis von Element 117 wurden Atome des Elements Berkelium (Ordnungszahl 97) verwendet. Berkelium kann demnach in speziellen Atomreaktoren durch Beschuss mit Neutronen entstehen, wie im Hochfluss-Isotopen-Reaktor des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in Tennessee, USA. In diesem Reaktor werden Atome der Elemente Curium (Ordnungszahl 96) und Americium (Ordnungszahl 95) etwa 250 Tage lang “gebrütet”, bis aus ihnen Atome des Berkelium-Isotops mit der Masse 249 entstanden ist. Dieses Isotop ist so stabil (seine Halbwertszeit beträgt 330 Tage), dass man die Atome isolieren, von Tennessee nach Russland schaffen, zu “Targets” verarbeiten und in Experimenten verwenden kann, bevor sie wieder zerfallen sind.

Da allerdings maschinengewehrgleicher Beschuss mit Schwerionen jedes Material alsbald in atomare Trümmer zerlegt, wurden Folien mit Berkelium auf ein Rad montiert, das sich später im Schwerionenstrahl drehte. So konnte das Trommelfeuer und damit seine Zerstörungskraft bei durchgehendem Beschuss auf mehrere Folien verteilt werden.

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Berkelium-Target-Rad, wie es im Labor der GSI Verwendung findet. Foto: Christoph Düllmann/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

 

Die Schwerionen-Geschosse waren Kerne des Calcium-Isotops der Masse 48. Die Herstellung solcher Ionen ist weniger kompliziert – um sie auf Touren zu bringen, braucht man jedoch einen Teilchenbeschleuniger für schwere Teilchen: Ein solcher ist das Schwerionen-Zyklotron U-400 im JINR Dubna. Der Ionenfluss, der damit auf das Target losgelassen wurde, betrug 7*1012 (7 Billionen) Ionen pro Sekunde!

Wer wissen möchte, wie so ein Beschleuniger aussieht, kann einen virtuellen Spaziergang durch das Beschleuniger-Labor in Dubna machen. Der eigentliche Teilchenbeschleuniger U-400 ist der flache gelbe Zylinder (sein Durchmesser beträgt 4 Meter), der in dem grossen blassblauen Kasten steckt. Die Ionen werden darin auf einer engen Spiralbahn beschleunigt und fliegen schliesslich durch die speichenartigen Fortsätze ihrem Ziel entgegen.

Das Experiment wurde schliesslich so aufgebaut, dass neu entstehende Kerne beim Aufprall der Schwerionen aus der Target-Folie geschleudert und durch luftleere Leitungen in den α-Teilchen-Detektor aus hochempfindlichen Halbleiter-Bausteinen sausen konnten, noch während sie aus dem sie begleitenden Trümmerstrom aussortiert wurden. Um das Sortieren zu erleichtern, wurde zudem der Schwerionenbeschuss nach jedem Signal, das auf die Freisetzung eines gewünschten Kerns aus dem Target hindeutete, für drei Minuten eingestellt.

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Der Transactiniden-Separator TASCA: Die hochmoderne Teilchen-Sortiermaschine der GSI. Verschiedene Teilchen werden im Flug durch Magnetfelder auf verschiedene Bahnen gelenkt. Damit wurde auch die Erschaffung von Element 117 erfolgreich wiederholt. (Foto: Gaby Otto/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH)

 

Wie die Entdeckung eines neuen Elements abläuft

Die Bestrahlung eines Targets mit Schwerionen in diesem Experiment dauerte schliesslich 70 Tage mit insgesamt 79 Stunden Feuerpause. In dieser Zeit wurde bei ein vom Zerfall eines Atoms von Element 117 mit der Masse 293 stammendes α-Teilchen mit der berechneten Energie von 39MeV fünfmal beobachtet. In einem zweiten Experiment, das ebenfalls 70 Tage dauerte, wurde mit leicht veränderten Energie-Werten gearbeitet und einmal der Zerfall eines Atoms von 117 mit der Masse 294 beobachtet.

Zerfallsreihen_117

Zerfallsreihe der beiden registrierten Isotope von Element 117: Durch Schwerionenfusion entsteht das Isotop mit der Masse 297 (rot), welches 3 bzw. 4 Neutronen abgeben kann. Anschliessend verliert das jeweilige 117-Isotop mit jedem abgestrahlten Alphateilchen 2 Protonen und 2 Neutronen (gelbe Kette), bis ein Dubnium- bzw. Röntgenium-Atom (grün) übrig bleibt, das sich spontan in zwei Teile (F1 und F2) spaltet. Die Übereinstimmung zwischen den berechneten (schwarz) und gemessenen (hellblau) Abfolgen von Zerfallszeiten und Teilchenenergien dienen als Beweis dafür, dass die dargestellten Kernreaktionen – angefangen mit Element 117! – so stattgefunden haben. (Quelle: Oganessian et al.,2010 [1])

 

 

Nach der Ingangsetzung des Experiments haben die Wissenschaftler also jeweils 70 Tage in gespannter Erwartung ausgeharrt und auf ein Signal des Computers gehofft, das den Zerfall von Element 117 anzeigte. In 140 Tagen Beschuss rund um die Uhr ist das insgesamt sechsmal passiert! Damit haben die Wissenschaftler auf diese Weise die kurzzeitige Existenz von insgesamt bloss 6 Atomen von Element 117 nachweisen können! Neue Elemente finden erfordert also wochenlange, geduldige Warterei.

Die Veröffentlichung dieser Ergebnisse vom 7. April 2010 hat 33 Autoren, angeführt von Yu. Ts. Oganessian, die in mindestens sechs verschiedenen Forschungsinstituten an diesem Experiment und seinen Vorbereitungen mitgearbeitet haben.

Eine vergleichbare internationale Zusammenarbeit von 72 Wissenschaftlern in 16 Forschungszentren rund um den Globus führte bis Mai 2014 zu einem zweiten Nachweis von Element 117 unter ähnlichen Bedingungen am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, welcher für die offizielle Anerkennung der Entdeckung eines neuen Elements notwendig ist.

 

Warum zur Hölle macht man sowas?

Weil man es kann. Zudem: Die Halbwertszeit von Element 117 (14 ms für 293117 bzw. 78 ms für 294117) ist wie die seiner Nachbarn im Periodensystem so kurz, dass es höchst aufwändig ist, die Eigenschaften seiner Atome oder gar des Stoffs mit derzeit verfügbaren Mitteln eingehender zu untersuchen. Im Blog der GSI Darmstadt kann man nachlesen, wie es dabei zu und her geht: Element 114: Gas oder Metall?

Aber der Nachweis solcher Elemente bestätigt die Genauigkeit des Atomkern-Modells, anhand dessen neben den Energien abgestrahlter α-Teilchen viele weitere Eigenschaften unbekannter Elemente vorausberechnet werden können.

Diese Fähigkeit der Vorhersage von Eigenschaften ist übrigens alles andere als selbstverständlich. Sie erst macht die Modelle der Kernphysik, wie auch der Chemie zu einem unglaublich mächtigen und faszinierenden Instrument, mit welchem nicht nur Atome berechnet, sondern – und ganz besonders – auch Moleküle und Stoffe am Reissbrett entworfen und geschaffen werden können!

Und die Berechnungen zur Vorhersage der nächsten unbekannten Elemente lassen darauf schliessen, dass es im Bereich der Ordnungszahlen 114 bis 126 Elemente gibt, deren Atome ausreichend stabil sind, um sie – zumindest während ihres Vorbeiflugs – eingehender untersuchen und weitere Vorhersagen bestätigen zu können.

Die Kernphysiker ordnen schliesslich alle bekannten (und vorhergesagten) Atome in einer Tabelle an, die Nuklidkarte genannt wird. Diese “Karte” zeigt stabile Atome in Form eines “Kontinents” in einem Meer aus Einträgen für instabile Kerne an. Die Anhäufung der vermuteten Stabileren unter den Atomen der unbekannten Elemente wird deshalb häufig als “Insel der Stabilität” abseits des Kontinents im “Meer der Instabilität” bezeichnet.

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Nuklidkarte nach Segré: Man erkennt den langgestreckten “Kontinent” aus stabilen, schwarz markierten Atomsorten (Nukliden) im Meer der instabilen, d.h. radioaktiven Nuklide. Die Liste unter “Zerfallstyp” gibt an, welche Teilchen die zerfallenden Atome abgeben. “Fission” ist der Fachbegriff für die Kernspaltung (hier: spontane Spaltung). Die Insel der Stabilität wird irgendwo oben rechts jenseits der gelben Spitze vermutet. (By Matt [CC BY-SA 3.0 or GFDL], via Wikimedia Commons)

 

Und die Kernphysiker suchen in diesem “Meer” gleich einstigen Entdeckern auf den Weltmeeren nach ihrer legendären Insel. Wenngleich Kernphysiker dabei keine lukrativen atomaren Handelsrouten zwischen den Kernen entdecken mögen, hoffen sie gleich manch einem Weltumsegler, ihre Theorien vom Aufbau der Welt beweisen zu können. Ihr nächstes Ziel, Element Nummer 120, haben sie bis dato noch nicht erreicht.

 

Gemäss den Regeln der IUPAC dürfen chemische Elemente nach einer ihrer Eigenschaften, einem Mineral, einem/r bedeutenden Wissenschaftler/in oder einem Ort benannt werden. Welchen Namen würdet ihr Nummer 117 (und den drei anderen) geben?

 

Und wer noch mehr lesen möchte: Das Buch “Moderne Alchemie – Die Jagd nach den schwersten Elementen” (Literatur [3]), verfasst von Wissenschaftlern der GSI in Darmstadt, erzählt verständlich und – wie ich finde – äusserst spannend von der Physik superschwerer Atomkerne und ihrer Erforschung.

 

Literatur:

[1] Oganessian,Yu.Ts. et al.(2010). Synthesis of a New Element with Atomic Number Z = 117. In: Physical Review Letters, 104, 9.April 2010, 142502.

[2] J. Khuyagbaatar et al. (2014)48Ca+249Bk Fusion Reaction Leading to Element Z=117: Long-Lived α-Decaying 270Db and Discovery of 266Lr. In: Physical Review Letters, 112, 1.Mai 2014, 172501.

[3] Münzenberg , G., Schädel, M. (1996). Moderne Alchemie – Die Jagd nach den schwersten Elementen. Wiesbaden: Vieweg (Facetten).