Het is niet alleen de thuisplaneet van Superman; Krypton is een van de zeldzaamste gassen op aarde, dat slechts 1 deel per miljoen van het volume van de atmosfeer uitmaakt.
Dit edelgas is kleurloos en reukloos. Het heeft een volledige buitenste schil van elektronen, waardoor het grotendeels inert is voor reacties met andere elementen. In tegenstelling tot zijn collega edelgas neon, maakt krypton echter wel enkele verbindingen. De meest voorkomende is de kleurloze vaste stof kryptondifluoride (KrF2), volgens het Thomas Jefferson National Linear Accelerator Laboratory. Krypton difluoride is alleen stabiel onder min 22 graden Fahrenheit (min 30 graden Celsius), volgens Chemicool.
Omdat krypton zo zeldzaam is (en dus duur), wordt het maar beperkt gebruikt. Het gas wordt in sommige gloeilampen geïnjecteerd, omdat het de levensduur verlengt van de wolfraamdraad die deze gloeilampen doet gloeien, volgens Universal Industrial Gases Inc., een leverancier van industriële gasproductieapparatuur en aanverwante diensten. Omdat het zo’n zwaar gas is, wordt krypton ook afgedicht tussen het glas van sommige ramen met dubbele beglazing om te helpen de warmte vast te houden. Maar zelfs voor dit doel wordt gewoonlijk het edelgas argon gebruikt omdat het goedkoper is, aldus Universal Industrial Gases.
Alleen de feiten
Het verborgen gas
De ontdekking van krypton gebeurde gedeeltelijk bij toeval. De Schotse scheikundige William Ramsay en de Engelse scheikundige Morris Travers waren bezig argon uit de lucht te halen in de hoop het te verdampen en een lichter chemisch element te vinden om het gat in het Periodiek Systeem tussen argon en helium op te vullen.
Het was echter per ongeluk dat de onderzoekers te veel verdampten, waardoor alleen een zwaar gasmonster overbleef, volgens Chemicool. Omdat ze zich afvroegen of ze misschien toch iets zouden vinden, analyseerden ze het lichtspectrum van de gassen in het monster en vonden iets onbekends – een gloednieuw element. Dit nieuwe element was niet lichter dan argon, maar zwaarder. De onderzoekers noemden deze ontdekking “krypton”, naar het Griekse woord voor “verborgen”, kryptos.
Wie had dat gedacht?
- Wanneer kryptongas onder lage druk aan een elektrische stroom wordt blootgesteld, licht het op als neon – maar in plaats van rood-oranje gloeit krypton rookachtig wit op, aldus het Jefferson Lab.
- De meter (3,3 voet) werd ooit officieel gedefinieerd door de golflengte van krypton-86, de zwaarste stabiele isotoop van krypton. (Tegenwoordig wordt de meter gedefinieerd als de afstand die het licht in een fractie van een seconde in vacuüm aflegt). Iets meer dan 1,5 miljoen krypton-86 oranje-rode golflengten staat gelijk aan een meter, volgens de Royal Society of Chemistry.
- OK, laten we het over Superman hebben. De thuiswereld van de superheld werd voor het eerst genoemd in 1938. In het begin verwezen de Superman stripverhalen naar alle bewoners van de vernietigde planeet Krypton als bezitters van superkracht; tegen de jaren 1950 echter, veranderde het verhaal. Superman zou op Krypton een gewone jongen zijn geweest, maar de lichtere zwaartekracht van de aarde en de gele zon gaven hem zijn superkrachten.
- Verwissel kryptoniet niet met kryptoniet, het beroemde afweermiddel van Superman. Kryptoniet wordt beschreven als een radioactieve vaste stof met verschillende kleuren, van rood tot groen tot zwart. Krypton, zoals is vastgesteld, is een kleurloos, reukloos, smaakloos gas. Hoe saai.
- De ontdekkers van krypton (Ramsay en Travers) ontdekten ook helium, argon, xenon en neon. Ramsay won de Nobelprijs voor scheikunde in 1904 voor deze ontdekkingen.
Huidig onderzoek
Pew! Pew! OK, ze maken niet echt dat geluid, maar krypton-fluor lasers zijn een krachtig wetenschappelijk instrument – en ze zijn verantwoordelijk voor ten minste één Guinness World Record. Deze lasers kunnen een energiepuls produceren die 500 keer zo sterk is als het volledige elektriciteitsnet van de VS in slechts vier miljardste van een seconde, aldus Chemicool. In juli 2014 vierden onderzoekers van het U.S. Naval Research Laboratory hun vermelding in het Guinness Book of World Records voor het gebruik van een krachtige krypton-fluor laser om plastic folies te versnellen tot snelheden van 1.000 kilometer per seconde (meer dan 2,2 miljoen mph) in minder dan een millimeter afstand. Die experimenten werden uitgevoerd in 2009; sindsdien hebben onderzoekers de door laser aangedreven snelheden opgevoerd tot 1.180 km/s. Het doel, behalve het winnen van wereldrecords, is om het onderzoek naar kernfusie te bevorderen.
Krypton heeft ook andere wetenschappelijke superkrachten. Radioactieve isotopen van krypton – versies van het atoom met verschillende aantallen neutronen in hun kernen – worden op natuurlijke wijze geproduceerd wanneer kosmische stralen uit de ruimte kryptonatomen in de atmosfeer raken, zei Christo Buizert, een postdoctoraal onderzoeker in geologie en geofysica aan de Oregon State University. Deze radioactieve isotopen zijn onstabiel, wat betekent dat ze in de loop van de tijd vervallen.
Dit getimede verval creëert een atomaire “klok”, niet anders dan koolstof-14, een radioactief element met een halveringstijd van ongeveer 5000 jaar. Koolstof-14 is geweldig voor het dateren van organische objecten die tienduizenden jaren oud zijn, maar veel elementen van de aarde zijn veel ouder, aldus Buizert.
Hij en zijn collega’s hebben een krypton-isotoop, krypton-81, met een halfwaardetijd van 230.000 jaar gebruikt om ijskernen in Antarctica te dateren tot 120.000 jaar oud. (Het oudste ijs dat ooit op Antarctica is gevonden, viel 800.000 jaar geleden in de vorm van sneeuw.) Belletjes in het ijs houden atmosferische gassen vast zoals ze waren toen de sneeuw viel, vertelde Buizert aan Live Science. Door de niveaus van krypton-81 te meten en te vergelijken met de huidige atmosfeer, kunnen onderzoekers de bekende vervalsnelheid van de isotoop gebruiken om de leeftijd van het ijs te bepalen.
“Als krypton-81 hetzelfde is als in de atmosfeer, kunnen we zeggen dat het ijs jong en zeer recent is,” zei Buizert. “Als het ouder is, is er steeds minder krypton-81 in het monster.”
De krypton-81-meettechniek is pas ongeveer tien jaar oud, zei Buizert. Omdat krypton-81 (en krypton in het algemeen) vrij zeldzaam is in de atmosfeer, vereist het gebruik van het gas voor datering veel materiaal – 100 kilo ijs. (100 kilogram) ijs, in het geval van de Antarctische ijs-dateringsstudie die de onderzoekers in april 2014 publiceerden in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. De eigenlijke bemonstering van het ijs werd slechts twee jaar voor de publicatie van het artikel gedaan, zei Buizert. Sindsdien is de technologie zo sterk verbeterd dat slechts 44 lbs. (20 kg) ijs nodig zou zijn voor dezelfde studie. Onderzoekers zijn nu op zoek naar nog ouder ijs op Antarctica, in de hoop ijs te vinden dat maar liefst 1,5 miljoen jaar oud is. Deze ijsmonsters bevatten aanwijzingen over het vroegere klimaat en de atmosfeer in de tijd dat de sneeuw viel.
Ver weg van de gletsjers van Antarctica is krypton-81 ook gebruikt om verbazingwekkend oud grondwater in de Sahara-woestijn te dateren. Een studie uit 2004 in het tijdschrift Geophysical Research Letters onthulde dat in bepaalde gebieden in het zuidwesten van Egypte het grondwater dat de oppervlakte bereikt al 1 miljoen jaar het daglicht niet heeft gezien.
Een andere isotoop van krypton, krypton-85, wordt grotendeels geproduceerd als een bijproduct van kernsplitsing. Door niveaus van krypton-85 te meten in de atmosfeer boven geheimzinnige landen als Noord-Korea, kunnen onderzoekers locaties aanwijzen die verborgen nucleaire faciliteiten zouden kunnen herbergen. In 2003, bijvoorbeeld, rapporteerde de BBC dat sensoren langs de Noord Koreaanse grens hoge niveaus van krypton-85 hadden opgemerkt die niet afkomstig waren van de belangrijkste nucleaire fabriek van het land – wat een tweede, geheime fabriek suggereert. Noord-Korea testte kernbommen in 2006, 2009 en 2013, volgens het non-profit Nuclear Threat Initiative.
Volg Live Science @livescience, Facebook & Google+.