Ein hundert Jahre altes Experiment auf dem Prüfstand: hochgenaue Ab‐Initio‐Monte‐Carlo‐Schmelzsimulationen von Radon

Abstract

Moderne,relativistische Coupled-Cluster-Methoden wurden verwendet, um Mehrkçrperpotentiale des Edelgaselements Radon zu konstruieren und mit Parallel-Tempering-Monte-Carlo-Simulationen seine Festkçrpereigenschaften, darunter den Phasenübergang von fest zu flüssig, zu studieren. Als Schmelztemperaturen wurden in Simulationen des ganzen Festkçrpers und durchE xtrapolation von finiten Clustern 200(3) Kb zw.2 00(6) Kb estimmt. Dies ist in hervorragender Übereinstimmung mit dem oft angezweifelten (aber weitläufig zitierten) und einzigen experimentellen Wert von 202 K, der auf Messungen von Gray und Ramsay aus dem Jahre 1909 zurückgeht.Obwohl der erste Auftritt des Edelgaselements Radon in der wissenschaftlichen Literatur mehr als 110 Jahre zurückliegt, ist nur wenig über seine physikalischen und chemischen Eigenschaften bekannt. Einer der Hauptgründe hierfüri st, dass Radon keine stabilen Isotope besitzt. So ist beispielsweise das langlebigste Isotop 222 Rn ein a-Strahler mit einer Halbwertszeit von nur 3.82 Tagen, begleitet von 510-keV-g-Strahlung von 218 Po. [1] Sogar seine Entdeckungsgeschichte scheint in der Literatur unklar:Die meisten Quellen zitieren Ernest Rutherford und Ernst Dorn (manchmal sogar zusammen mit den Curies) als die Ersten, die die Natur der Zerfallsprodukte von Thorium und Radium verstanden und als ein radioaktives Gas namens "radium emanation" (Em) bezeichneten. [2] Bei aufmerksamer Durchsicht der Originalartikel wird jedoch klar, dass Rutherford als Entdecker von Radon gelten sollte (Dorn zitiert sogar Rutherfords vorhergehende Ergebnisse in seiner Arbeit). [3] Aufgrund seiner starken Radioaktivitätgilt Radon in der Umwelt als Gesundheitsrisiko. [4] So ist nicht nur seine natürliche Strahlung als ein a-und schließlich g-Strahler gefährlich,