Non è solo il pianeta natale di Superman; Krypton è uno dei gas più rari sulla Terra, e compone solo una parte per milione dell’atmosfera in volume.
Questo gas nobile è incolore e inodore. Ha un guscio esterno pieno di elettroni, che lo rende in gran parte inerte alle reazioni con altri elementi. A differenza del suo collega gas nobile neon, tuttavia, il krypton produce alcuni composti. Il più comune è il solido incolore difluoruro di krypton (KrF2), secondo il Thomas Jefferson National Linear Accelerator Laboratory. Il difluoruro di krypton è stabile solo sotto i meno 22 gradi Fahrenheit (meno 30 gradi Celsius), secondo Chemicool.
Perché il krypton è così raro (e quindi costoso), ha un uso limitato. Il gas viene iniettato in alcune lampadine a incandescenza, perché prolunga la vita del filamento di tungsteno che fa brillare quelle lampadine, secondo Universal Industrial Gases Inc, un fornitore di attrezzature per la produzione di gas industriali e servizi correlati. Poiché è un gas così pesante, il krypton è anche sigillato tra il vetro di alcune finestre a doppi vetri per aiutarle a intrappolare il calore. Ma anche per questo scopo, il gas nobile argon è di solito usato perché è più economico, secondo Universal Industrial Gases.
Solo i fatti
Il gas nascosto
La scoperta del krypton è avvenuta parzialmente per caso. Il chimico scozzese William Ramsay e il chimico inglese Morris Travers stavano estraendo argon dall’aria nella speranza di farlo evaporare e trovare un elemento chimico più leggero per riempire il vuoto nella tavola periodica tra argon ed elio.
Inavvertitamente, però, i ricercatori esagerarono con l’evaporazione, lasciando solo un campione di gas pesante, secondo Chemicool. Chiedendosi se potessero trovare qualcosa comunque, hanno analizzato lo spettro luminoso dei gas nel campione e hanno trovato qualcosa di sconosciuto – un elemento nuovo di zecca. Questo nuovo elemento non era più leggero dell’argon, ma più pesante. I ricercatori hanno soprannominato questa scoperta “krypton”, dalla parola greca per “nascosto”, kryptos.
Chi lo sapeva?
- Quando esposto a una corrente elettrica a bassa pressione, il gas krypton si illumina come il neon – ma invece del rosso-arancio, il krypton brilla di un bianco fumoso, secondo il Jefferson Lab.
- Il metro (3,3 piedi) una volta era ufficialmente definito dalla lunghezza d’onda del krypton-86, l’isotopo stabile più pesante del krypton. (Oggi è definito dalla distanza che la luce percorre nel vuoto in una frazione di secondo). Poco più di 1,5 milioni di lunghezze d’onda rosso-arancio del krypton-86 equivalgono a un metro, secondo la Royal Society of Chemistry.
- OK, parliamo di Superman. Il mondo natale del supereroe è stato menzionato per la prima volta nel 1938. All’inizio, i fumetti di Superman facevano riferimento a tutti i residenti del pianeta distrutto di Krypton come dotati di superforza; negli anni ’50, tuttavia, la storia cambiò. Superman sarebbe stato un uomo medio su Krypton, ma la gravità più leggera della Terra e il sole giallo gli diedero i suoi superpoteri.
- Non confondere Krypton con la kryptonite, il famoso repellente di Superman. La kryptonite è descritta come un solido radioattivo di vari colori, dal rosso al verde al nero. Il krypton, come è stato stabilito, è un gas incolore, inodore e insapore. Che noia.
- Gli scopritori del krypton (Ramsay e Travers) scoprirono anche elio, argon, xeno e neon. Ramsay vinse il premio Nobel per la chimica nel 1904 per queste scoperte.
Ricerca attuale
Pew! Pew! OK, in realtà non fanno questo suono, ma i laser al krypton-fluoro sono un potente strumento scientifico – e sono responsabili di almeno un Guinness World Record. Questi laser possono produrre un impulso di energia 500 volte più forte dell’intera rete elettrica degli Stati Uniti in soli quattro miliardi di secondi, secondo Chemicool. Nel luglio 2014, i ricercatori dell’U.S. Naval Research Laboratory hanno celebrato il loro ingresso nel Guinness dei primati per aver usato un potente laser al krypton-fluoro per accelerare fogli di plastica a velocità di 1.000 chilometri al secondo (più di 2,2 milioni di mph) in meno di un millimetro di distanza. Questi esperimenti sono stati condotti nel 2009; da allora, i ricercatori hanno aumentato le velocità guidate dal laser a 1.180 km/s. Lo scopo, oltre a quello di vincere record mondiali, è di far progredire la ricerca sulla fusione nucleare.
Il krypton ha anche altri superpoteri scientifici. Gli isotopi radioattivi del krypton – versioni dell’atomo con un diverso numero di neutroni nei loro nuclei – sono prodotti naturalmente quando i raggi cosmici dallo spazio colpiscono gli atomi di krypton nell’atmosfera, ha detto Christo Buizert, un ricercatore post-dottorato in geologia e geofisica alla Oregon State University. Questi isotopi radioattivi sono instabili, il che significa che decadono nel tempo.
Questo decadimento temporizzato crea un “orologio atomico”, non diversamente dal carbonio-14, un elemento radioattivo con un’emivita di circa 5.000 anni. Il carbonio-14 è ottimo per datare oggetti organici che risalgono a decine di migliaia di anni fa, ma molti elementi della Terra sono molto più vecchi, ha detto Buizert.
Lui e i suoi colleghi hanno usato un isotopo del krypton, il krypton-81, con un tempo di dimezzamento di 230.000 anni per datare le carote di ghiaccio in Antartide fino a 120.000 anni fa. (Il più antico ghiaccio antartico mai trovato è caduto come neve 800.000 anni fa.) Le bolle nel ghiaccio intrappolano i gas atmosferici come erano quando la neve è caduta, ha detto Buizert a Live Science. Misurando i livelli di krypton-81 e confrontandoli con l’atmosfera attuale, i ricercatori possono utilizzare il tasso noto di decadimento dell’isotopo per determinare l’età del ghiaccio.
“Se il krypton-81 è lo stesso che è nell’atmosfera, possiamo dire che il ghiaccio è giovane e molto recente”, ha detto Buizert. “Se è più vecchio, c’è sempre meno krypton-81 nel campione”.
La tecnica di misurazione del krypton-81 ha solo un decennio, ha detto Buizert. Poiché il krypton-81 (e il krypton in generale) è abbastanza raro nell’atmosfera, usare il gas per la datazione richiede molto materiale – 220 libbre. (100 chilogrammi) di ghiaccio, nel caso dello studio di datazione del ghiaccio antartico che i ricercatori hanno pubblicato nell’aprile 2014 nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. Il campionamento effettivo del ghiaccio è stato fatto solo due anni prima della pubblicazione dell’articolo, ha detto Buizert. Da allora, la tecnologia è migliorata così tanto che solo 44 lbs. (20 kg) di ghiaccio sarebbero necessarie oggi per lo stesso studio. I ricercatori stanno ora cercando ghiaccio ancora più vecchio in Antartide, sperando di trovarne qualcuno che risalga fino a 1,5 milioni di anni fa. Questi campioni di ghiaccio contengono indizi sull’antico clima e l’atmosfera al tempo in cui la neve è caduta.
Lontano dai ghiacciai dell’Antartide, il krypton-81 è stato usato anche per datare sorprendenti acque sotterranee antiche nel deserto del Sahara. Uno studio del 2004 sulla rivista Geophysical Research Letters ha rivelato che in alcune zone dell’Egitto sud-occidentale, l’acqua freatica che raggiunge la superficie non ha visto la luce del giorno per 1 milione di anni.
Un altro isotopo del krypton, il krypton-85, è in gran parte prodotto come sottoprodotto della fissione nucleare. Misurando i livelli di krypton-85 nell’atmosfera sopra paesi segreti come la Corea del Nord, i ricercatori possono individuare luoghi che potrebbero ospitare impianti nucleari nascosti. Nel 2003, per esempio, la BBC ha riferito che i sensori lungo il confine nordcoreano avevano notato alti livelli di krypton-85 che non provenivano dal principale impianto nucleare del paese – suggerendo un secondo impianto segreto. La Corea del Nord ha testato bombe nucleari nel 2006, 2009 e 2013, secondo la Nuclear Threat Initiative non profit.
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