Berkelium Bk

Entdeckung

Berkelium wurde erstmals im Dezember 1949 an der University of California in Berkeley von Stanley Thompson, Albert Ghiorso und Glenn Seaborg hergestellt. Sie schossen Alphateilchen aus dem 60-Zoll-Zyklotron auf Americium-241 und erhielten Berkelium-243 mit einer Halbwertszeit von etwa 4,5 Stunden.

Die Entdeckung ließ aus zwei Gründen mehrere Jahre auf sich warten. Zum einen musste genug Americium angesammelt und zu einem brauchbaren Target verarbeitet werden, zum anderen musste ein neues chemisches Verfahren entwickelt werden, um das Element von seinen Nachbarn zu trennen. In der Annahme, dass sich Element 97 wie Terbium, sein Lanthanoid-Gegenstück, verhalten würde, entwarf das Team eine Ionenaustauschtrennung, die es herausfischte.

Anfangs ließen sich nur wenige Atome untersuchen. Sichtbare Mengen von Berkeliumverbindungen gewann man Anfang der 1960er-Jahre, nachdem Curium und andere Targets lange in Hochflussreaktoren bestrahlt worden waren. Bis heute wird es nur an einer Handvoll Einrichtungen in kleinen Mengen hergestellt, vor allem am High Flux Isotope Reactor des Oak Ridge National Laboratory in Tennessee.

Herkunft des Namens

Terbium, direkt über Berkelium im Periodensystem, verdankt seinen Namen dem schwedischen Bergbaudorf Ytterby. Seaborgs Team folgte diesem Beispiel und benannte Element 97 nach der Stadt seiner Entdeckung, Berkeley. Das Symbol ist Bk. Neben den Ytterby-Elementen ist es eines der bekanntesten Beispiele für ein nach einer Stadt benanntes Element.

Wichtigste Verwendungen

• Synthese superschwerer Elemente: 2009 bestrahlte Oak Ridge Targets etwa 250 Tage lang und gewann rund 22 Milligramm Berkelium-249. Das Material wurde nach Dubna in Russland geschickt und mit Calcium-48 beschossen, was 2010 zur Entdeckung von Element 117, Tenness, führte.
• Quelle für Californium: Berkelium-249 zerfällt durch Betazerfall zu Californium-249, das wiederum als Target zur Herstellung von Element 118 diente.
• Actinoidchemie: Berkelium kann sowohl in der Oxidationsstufe +3 als auch +4 vorliegen und ist daher ein nützlicher Vergleichspunkt bei Studien der schweren Actinoide.
• Industrielle oder medizinische Anwendungen hat es nicht.

Isotope

Berkelium hat keine stabilen Isotope. Das langlebigste, Berkelium-247, hat eine Halbwertszeit von etwa 1.380 Jahren, ist aber schwer herzustellen. Praktisch genutzt wird Berkelium-249, das Reaktoren in vergleichsweise größeren Mengen erzeugen können; seine Halbwertszeit beträgt etwa 330 Tage. Weil das weniger als ein Jahr ist, war das Tenness-Experiment ein Wettlauf: Das Target musste hergestellt, um die halbe Welt geflogen und verwendet werden, bevor zu viel davon zerfallen war. Das zuerst gefundene Isotop, Berkelium-243, existiert etwa 4,5 Stunden.

Im Alltag

Berkelium kommt in der Natur praktisch nicht vor und hat keinen Bezug zum Alltag. Es wird so wenig hergestellt, dass die meisten Chemiker nie etwas davon zu Gesicht bekommen. Als radioaktiver Stoff würde es sich nach Aufnahme in den Körper vermutlich vor allem in den Knochen anreichern, und wie andere Transurane wird es nur in geschlossenen Einrichtungen gehandhabt.