Ei se ole vain Teräsmiehen kotiplaneetta; Krypton on yksi harvinaisimmista kaasuista maapallolla, sillä sen osuus ilmakehän tilavuudesta on vain 1 miljoonasosa.
Tämä jalokaasu on väritön ja hajuton. Sillä on täysi ulkokuori elektroneja, mikä tekee siitä suurelta osin inertin reaktioille muiden alkuaineiden kanssa. Toisin kuin jalokaasutoverinsa neon, krypton muodostaa kuitenkin joitakin yhdisteitä. Yleisin niistä on Thomas Jefferson National Linear Accelerator Laboratoryn mukaan väritön kiinteä kryptondifluoridi (KrF2). Kryptondifluoridi on Chemicoolin mukaan stabiili vain alle miinus 22 celsiusasteen (miinus 30 celsiusasteen) lämpötilassa.
Koska krypton on niin harvinaista (ja siten kallista), sen käyttö on rajallista. Kaasua ruiskutetaan joihinkin hehkulamppuihin, koska se pidentää volframihehkulangan käyttöikää, joka saa nämä lamput hehkumaan, Universal Industrial Gases Inc:n mukaan, joka toimittaa teollisuuskaasujen tuotantolaitteita ja niihin liittyviä palveluja. Koska krypton on niin raskas kaasu, sitä käytetään myös joidenkin kaksinkertaisten ikkunoiden lasien välissä, jotta ne voisivat pidättää lämpöä. Universal Industrial Gasesin mukaan tähänkin tarkoitukseen käytetään kuitenkin yleensä jalokaasua argonia, koska se on halvempaa.
Vain faktat
Piilokaasu
Kryptonin löytäminen tapahtui osittain sattumalta. Skotlantilainen kemisti William Ramsay ja englantilainen kemisti Morris Travers olivat uuttamassa argonia ilmaan siinä toivossa, että he haihduttaisivat sen ja löytäisivät kevyemmän kemiallisen alkuaineen, joka täyttäisi argonin ja heliumin välisen aukon jaksollisessa järjestelmässä.
Tutkijat kuitenkin vahingossa liioittelivat haihdutuksen, jolloin jäljelle jäi vain raskas kaasunäyte, kertoo Chemicool. Mietittyään, voisivatko he kuitenkin löytää jotain, he analysoivat näytteen kaasujen valospektriä ja löysivät jotain tuntematonta – aivan uuden alkuaineen. Tämä uusi alkuaine ei ollut argonia kevyempi vaan raskaampi. Tutkijat nimesivät tämän löydön ”kryptoniksi”, joka tulee kreikan kryptos-sanasta, joka tarkoittaa ”piilossa”.
Kuka olisi uskonut?
- Kun kryptonkaasu altistetaan sähkövirralle matalassa paineessa, se syttyy kuin neon – mutta punaisen-oranssin sijaan krypton hehkuu Jeffersonin laboratorion mukaan savunvalkoisena.
- Metri (3,3 jalkaa) määriteltiin aikoinaan virallisesti krypton-86:n, kryptonin raskaimman vakaan isotoopin, aallonpituuden mukaan. (Nykyään se määritellään etäisyydellä, jonka valo kulkee tyhjiössä sekunnin murto-osassa). Hieman yli 1,5 miljoonaa krypton-86:n oranssinpunaista aallonpituutta vastaa metriä, Royal Society of Chemistryn mukaan.
- OK, puhutaanpa Teräsmiehestä. Supersankarin kotimaailmaan viitattiin ensimmäisen kerran vuonna 1938. Aluksi Teräsmies-sarjakuvissa viitattiin siihen, että kaikilla tuhoutuneen Krypton-planeetan asukkailla oli supervoimia. 1950-luvulla tarina kuitenkin muuttui. Kryptonilla Teräsmies olisi ollut keskivertoihminen, mutta Maan kevyempi painovoima ja keltainen aurinko antoivat hänelle supervoimat.
- Ei pidä sekoittaa kryptonia ja kryptoniittia, kuuluisaa Teräsmiehen karkotetta. Kryptoniitti kuvataan radioaktiivisena kiinteänä aineena, jonka väri vaihtelee punaisesta vihreään ja mustaan. Krypton, kuten on todettu, on väritön, hajuton ja mauton kaasu. Miten tylsää.
- Kryptonin löytäjät (Ramsay ja Travers) löysivät myös heliumin, argonin, ksenonin ja neonin. Ramsay sai näistä löydöksistä Nobelin kemian palkinnon vuonna 1904.
Nykyinen tutkimus
Pew! Pew! Okei, ne eivät oikeastaan pidä tuota ääntä, mutta krypton-fluorilaserit ovat tehokas tieteellinen työkalu – ja ne ovat vastuussa ainakin yhdestä Guinnessin maailmanennätyksestä. Chemicoolin mukaan nämä laserit voivat tuottaa energiapulssi, joka on 500 kertaa voimakkaampi kuin koko Yhdysvaltain sähköverkko, vain neljän miljardisosan sekunnissa. Heinäkuussa 2014 Yhdysvaltain merivoimien tutkimuslaboratorion tutkijat juhlivat pääsyä Guinnessin ennätysten kirjaan, kun he käyttivät voimakasta krypton-fluorilaseria kiihdyttääkseen muovikalvot 1 000 kilometrin sekuntinopeuteen (yli 2,2 miljoonaa mph) alle millimetrin matkalla. Kyseiset kokeet tehtiin vuonna 2009; sen jälkeen tutkijat ovat nostaneet laserilla ohjatut nopeudet 1 180 kilometriin sekunnissa. Tarkoituksena on maailmanennätysten voittamisen lisäksi edistää ydinfuusion tutkimusta.
Kryptonilla on myös muita tieteellisiä supervoimia. Kryptonin radioaktiivisia isotooppeja – atomin versioita, joiden ytimissä on eri määrä neutroneita – syntyy luonnollisesti, kun avaruudesta tulevat kosmiset säteet osuvat ilmakehässä oleviin krypton-atomeihin, sanoo Oregonin osavaltionyliopiston geologian ja geofysiikan tohtorikoulutettava Christo Buizert. Nämä radioaktiiviset isotoopit ovat epästabiileja, mikä tarkoittaa, että ne hajoavat ajan mittaan.
Tämä ajoitettu hajoaminen luo atomisen ”kellon”, joka ei poikkea hiili-14:stä, radioaktiivisesta alkuaineesta, jonka puoliintumisaika on noin 5 000 vuotta. Hiili-14 soveltuu erinomaisesti kymmeniä tuhansia vuosia vanhojen orgaanisten esineiden ajoittamiseen, mutta monet maapallon alkuaineet ovat paljon vanhempia, Buizert sanoi.
Hän ja hänen kollegansa ovat käyttäneet krypton-isotooppia, krypton-81:tä, jonka puoliintumisaika on 230 000 vuotta, ajoittaakseen Etelämantereella sijaitsevia jääsydämiä 120 000 vuoden ikäisiksi. (Vanhin koskaan löydetty Etelämantereen jää putosi lumena 800 000 vuotta sitten.) Jään kuplat vangitsevat ilmakehän kaasuja sellaisina kuin ne olivat lumen pudotessa, Buizert kertoi Live Science -lehdelle. Mittaamalla krypton-81:n pitoisuuksia ja vertaamalla niitä nykyiseen ilmakehään tutkijat voivat käyttää isotoopin tunnettua hajoamisnopeutta jään iän määrittämiseen.
”Jos krypton-81:n pitoisuudet ovat samat kuin ilmakehässä, voimme sanoa jään olevan nuorta ja hyvin tuoretta”, Buizert sanoi. ”Jos se on vanhempi, näytteessä on yhä vähemmän krypton-81:tä.”
Krypton-81:n mittaustekniikka on vain noin kymmenen vuotta vanha, Buizert sanoi. Koska krypton-81 (ja krypton yleensä) on ilmakehässä melko harvinaista, kaasun käyttäminen ajanmääritykseen vaatii paljon materiaalia – 220 kiloa. (100 kilogrammaa) jäätä, kun kyseessä oli Etelämantereen jään ajoitustutkimus, jonka tutkijat julkaisivat huhtikuussa 2014 Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä. Varsinainen näytteenotto jäästä tehtiin vasta kaksi vuotta ennen artikkelin julkaisemista, Buizert sanoi. Sen jälkeen tekniikka on parantunut niin paljon, että vain 44 lbs. (20 kg) jäätä tarvittaisiin nykyään samaan tutkimukseen. Tutkijat etsivät nyt vielä vanhempaa jäätä Etelämantereelta ja toivovat löytävänsä sitä jopa 1,5 miljoonan vuoden takaa. Näissä jäänäytteissä on vihjeitä muinaisesta ilmastosta ja ilmakehästä silloin, kun lunta satoi.
Kaukana Etelämantereen jäätiköistä krypton-81:n avulla on myös ajoitettu hämmästyttävän vanhaa pohjavettä Saharan autiomaassa. Geophysical Research Letters -lehdessä vuonna 2004 julkaistussa tutkimuksessa paljastui, että tietyillä alueilla Lounais-Egyptissä pintaan nouseva pohjavesi ei ole nähnyt päivänvaloa miljoonaan vuoteen.
Toinen kryptonin isotooppi, krypton-85, syntyy suurelta osin ydinfission sivutuotteena. Mittaamalla krypton-85:n pitoisuuksia ilmakehässä Pohjois-Korean kaltaisten salamyhkäisten maiden yläpuolella tutkijat voivat paikantaa paikkoja, joissa saattaa sijaita piilotettuja ydinlaitoksia. Esimerkiksi vuonna 2003 BBC kertoi, että Pohjois-Korean rajan tuntumassa olevat anturit olivat havainneet korkeita krypton-85-pitoisuuksia, jotka eivät olleet peräisin maan tärkeimmästä ydinvoimalasta – mikä viittaa toiseen, salaiseen voimalaan. Voittoa tavoittelemattoman Nuclear Threat Initiative -järjestön mukaan Pohjois-Korea testasi ydinpommeja vuosina 2006, 2009 ja 2013.
Seuraa Live Science @livescience, Facebook & Google+.