Es ist nicht nur Supermans Heimatplanet; Krypton ist eines der seltensten Gase auf der Erde und macht nur 1 Volumenteil pro Million der Atmosphäre aus.
Dieses Edelgas ist farblos und geruchlos. Es hat eine volle äußere Elektronenschale, was es weitgehend inert gegenüber Reaktionen mit anderen Elementen macht. Im Gegensatz zu seinem Edelgas-Kollegen Neon kann Krypton jedoch einige Verbindungen eingehen. Die häufigste davon ist der farblose Feststoff Kryptondifluorid (KrF2), so das Thomas Jefferson National Linear Accelerator Laboratory. Nach Angaben von Chemicool ist Kryptondifluorid nur bei Temperaturen unter minus 30 Grad Celsius (minus 22 Grad Fahrenheit) stabil.
Da Krypton so selten (und damit teuer) ist, wird es nur begrenzt verwendet. Das Gas wird in einige Glühbirnen eingespritzt, weil es die Lebensdauer des Wolframfadens verlängert, der diese Glühbirnen zum Leuchten bringt, so Universal Industrial Gases Inc. ein Anbieter von Produktionsanlagen für Industriegase und damit verbundenen Dienstleistungen. Da es ein so schweres Gas ist, wird Krypton auch zwischen dem Glas einiger Doppelglasfenster eingeschlossen, um die Wärme zu speichern. Aber selbst für diesen Zweck wird normalerweise das Edelgas Argon verwendet, weil es billiger ist, so Universal Industrial Gases.
Nur die Fakten
Das verborgene Gas
Die Entdeckung von Krypton erfolgte teilweise durch Zufall. Der schottische Chemiker William Ramsay und der englische Chemiker Morris Travers extrahierten Argon aus der Luft in der Hoffnung, es zu verdampfen und ein leichteres chemisches Element zu finden, um die Lücke im Periodensystem zwischen Argon und Helium zu füllen.
Versehentlich übertrieben die Forscher jedoch die Verdampfung und ließen nur eine schwere Gasprobe zurück, so Chemicool. Da sie sich fragten, ob sie vielleicht trotzdem etwas finden würden, analysierten sie das Lichtspektrum der Gase in der Probe und fanden etwas Unbekanntes – ein brandneues Element. Dieses neue Element war nicht leichter als Argon, sondern schwerer. Die Forscher nannten diese Entdeckung „Krypton“, vom griechischen Wort für „verborgen“, kryptos.
Wer hätte das gedacht?
- Wenn es unter niedrigem Druck einem elektrischen Strom ausgesetzt wird, leuchtet Kryptongas wie Neon – aber statt rot-orange leuchtet Krypton nach Angaben des Jefferson Labs rauchig weiß.
- Der Meter wurde früher offiziell durch die Wellenlänge von Krypton-86, dem schwersten stabilen Isotop von Krypton, definiert. (Heute wird er durch die Entfernung definiert, die Licht im Vakuum in einem Bruchteil einer Sekunde zurücklegt). Nach Angaben der Royal Society of Chemistry entsprechen etwas mehr als 1,5 Millionen orange-rote Wellenlängen von Krypton-86 einem Meter.
- Ok, lass uns über Superman sprechen. Die Heimatwelt des Superhelden wurde erstmals 1938 erwähnt. Zunächst hieß es in den Superman-Comics, dass alle Bewohner des zerstörten Planeten Krypton über Superkräfte verfügten; in den 1950er Jahren änderte sich die Geschichte jedoch. Superman wäre auf Krypton ein Durchschnittsmensch gewesen, aber die geringere Schwerkraft und die gelbe Sonne der Erde verliehen ihm seine Superkräfte.
- Verwechseln Sie Krypton nicht mit Kryptonit, dem berühmten Abstoßungsmittel von Superman. Kryptonit wird als ein radioaktiver Feststoff von unterschiedlicher Farbe beschrieben, von rot über grün bis schwarz. Krypton ist, wie festgestellt wurde, ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Wie langweilig.
- Die Entdecker von Krypton (Ramsay und Travers) haben auch Helium, Argon, Xenon und Neon entdeckt. Für diese Entdeckungen erhielt Ramsay 1904 den Nobelpreis für Chemie.
Aktuelle Forschung
Pew! Pew! OK, so klingen sie nicht wirklich, aber Krypton-Fluor-Laser sind ein mächtiges wissenschaftliches Werkzeug – und sie sind für mindestens einen Guinness-Weltrekord verantwortlich. Laut Chemicool können diese Laser in nur vier Milliardstel Sekunden einen Energieimpuls erzeugen, der 500 Mal so stark ist wie das gesamte Stromnetz der USA. Im Juli 2014 feierten Forscher des U.S. Naval Research Laboratory ihren Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde, weil sie mit einem leistungsstarken Krypton-Fluor-Laser Kunststofffolien auf Geschwindigkeiten von 1.000 Kilometern pro Sekunde (mehr als 2,2 Millionen Meilen pro Stunde) in weniger als einem Millimeter Abstand beschleunigten. Diese Experimente wurden 2009 durchgeführt; seither haben die Forscher die lasergesteuerten Geschwindigkeiten auf 1.180 km/s erhöht. Neben der Erzielung von Weltrekorden geht es auch darum, die Forschung zur Kernfusion voranzutreiben.
Krypton hat auch andere wissenschaftliche Superkräfte. Radioaktive Isotope von Krypton – Versionen des Atoms mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen in ihren Kernen – werden auf natürliche Weise erzeugt, wenn kosmische Strahlen aus dem Weltraum auf Kryptonatome in der Atmosphäre treffen, sagte Christo Buizert, ein Postdoktorand in Geologie und Geophysik an der Oregon State University. Diese radioaktiven Isotope sind instabil, d.h. sie zerfallen mit der Zeit.
Dieser zeitlich festgelegte Zerfall schafft eine atomare „Uhr“, nicht anders als Kohlenstoff-14, ein radioaktives Element mit einer Halbwertszeit von etwa 5.000 Jahren. Kohlenstoff-14 eignet sich hervorragend für die Datierung von organischen Objekten, die Zehntausende von Jahren alt sind, aber viele Elemente der Erde sind weitaus älter, so Buizert.
Er und seine Kollegen haben ein Krypton-Isotop, Krypton-81, mit einer Halbwertszeit von 230.000 Jahren verwendet, um Eisbohrkerne in der Antarktis auf ein Alter von 120.000 Jahren zurück zu datieren. (Das älteste antarktische Eis, das je gefunden wurde, fiel vor 800.000 Jahren als Schnee.) Blasen im Eis fangen atmosphärische Gase so ein, wie sie waren, als der Schnee fiel, erklärte Buizert gegenüber Live Science. Indem sie den Krypton-81-Gehalt messen und mit der heutigen Atmosphäre vergleichen, können die Forscher anhand der bekannten Zerfallsrate des Isotops das Alter des Eises bestimmen.
„Wenn Krypton-81 genauso hoch ist wie in der Atmosphäre, können wir sagen, dass das Eis jung und sehr jung ist“, so Buizert. „Wenn es älter ist, gibt es immer weniger Krypton-81 in der Probe.“
Die Krypton-81-Messtechnik ist erst etwa ein Jahrzehnt alt, so Buizert. Da Krypton-81 (und Krypton im Allgemeinen) in der Atmosphäre recht selten vorkommt, erfordert die Verwendung des Gases für die Datierung eine Menge Material – 220 lbs. (100 Kilogramm) Eis, wie im Fall der Studie zur Datierung des antarktischen Eises, die die Forscher im April 2014 in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten. Die eigentliche Beprobung des Eises wurde erst zwei Jahre vor der Veröffentlichung der Studie durchgeführt, so Buizert. Seitdem hat sich die Technologie so stark verbessert, dass nur noch 20 kg Eis benötigt werden. (20 kg) Eis für dieselbe Studie benötigt werden. Die Forscher suchen jetzt nach noch älterem Eis in der Antarktis und hoffen, dass sie Eisproben finden, die bis zu 1,5 Millionen Jahre alt sind. Diese Eisproben geben Aufschluss über das Klima und die Atmosphäre zu der Zeit, als der Schnee fiel.
Ferner als die Gletscher der Antarktis wurde Krypton-81 auch verwendet, um erstaunlich altes Grundwasser in der Sahara-Wüste zu datieren. Eine 2004 in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie ergab, dass in bestimmten Gebieten im Südwesten Ägyptens das Grundwasser, das an die Oberfläche gelangt, seit 1 Million Jahren nicht mehr das Licht der Welt erblickt hat.
Ein weiteres Isotop des Kryptons, Krypton-85, entsteht größtenteils als Nebenprodukt der Kernspaltung. Durch die Messung der Krypton-85-Konzentration in der Atmosphäre über geheimnisvollen Ländern wie Nordkorea können Forscher Orte ausfindig machen, an denen sich möglicherweise versteckte Atomanlagen befinden. Im Jahr 2003 berichtete die BBC beispielsweise, dass Sensoren entlang der nordkoreanischen Grenze hohe Krypton-85-Werte festgestellt hatten, die nicht von der Hauptnuklearanlage des Landes ausgingen – was auf eine zweite, geheime Anlage schließen lässt. Nach Angaben der gemeinnützigen Nuclear Threat Initiative testete Nordkorea 2006, 2009 und 2013 Atombomben.
Follow Live Science @livescience, Facebook & Google+.