Beiträge zur Chemie der schwersten Elemente in den Bereichen Elektrochemie und Chromatographie

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Experimente auf verschiedenen Gebieten der chemischen Charakterisierung der schwersten Elemente durchgeführt. So wurden Vorarbeiten zur Elektrochemie der superschweren Elemente geleistet. Hier konnte gezeigt werden, dass sich Po aus verdünnten Säuren auf Metallelektroden spontan abscheiden lässt. Als wichtigste Reaktionsparameter wurden Temperatur, Konvektion und Viskosität des Elektrolyten identifiziert. Für die Elektrodeposition ist es von Bedeutung, reproduzierbar saubere Elektroden einzusetzen. Auch hierzu konnten Erkenntnisse gewonnen werden. Auf dem Gebiet der Charakterisierung von Nukliden wurde der Elektroneneinfang in Db-263 untersucht. Aus diesem Zerfall geht Rf-263 hervor, welches mit einer Halbwertszeit von 15min überwiegend durch Spontanspaltung zerfällt. Im Experiment wurde Rf-263 mittels Ionenaustauschchromatographie und nachfolgender Flüssig-Flüssig-Extraktion von Db und Aktiniden getrennt. Das erhaltene Präparat wurde auf Alpha-Zerfall und Spontanspaltung untersucht. Die Zahl der Rf-263 Zerfälle lässt auf einen Zerfallszweig durch Elektroneneinfang in Db-263 von 3% schließen. Ein Großteil der Arbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung des Kd-Wertes von Sg am Anionenaustauscher Aminex A27 in 0.1M HNO3/5E-3M HF. Beim mit dem ALOHA-System durchgeführten Experiment wurde die Mehrsäulentechnik (MCT) erstmals für die wässrige Chemie von Sg genutzt. Aufgrund zahlreicher Probleme konnte letztlich kein Kd-Wert bestimmt werden. Stattdessen wurde das Experiment einer Fehleranalyse unterzogen. Hier zeigte sich eine Anfälligkeit der MCT auf natürliche Radionuklide. Weiterhin konnten Probleme bei ALOHA aufgedeckt werden, die eine Wiederholung des Experiments ausschlossen. In der Folge wurde ein alternativer Anionenaustauscher charakterisiert, sowie die Elektrolysebedingungen, als wichtiger Schritt der chemischen Aufarbeitung bei der MCT, genauer spezifiziert.

In the course of this Ph.D. thesis a number of experiments have been performed on various fields of the chemical characterization of the heaviest elements. First of all, electrochemical studies were done as preparatory work for experiments with the superheavy elements. Here it could be shown that Po deposits spontaneously from diluted acids on different electrodes. The main parameters which govern the reaction are temperature, convection and viscosity of the electrolyte. Besides those factors, it is necessary to use clean electrodes to achieve reproducible results. Therefore, new insights in electrode surface cleaning were gained. On the field of radionuclide characterization, the electron capture decay of Db-263 has been studied. From this decay the nuclide Rf-263 is emanated, which further decays by spontaneous fission with a half life of 15min. In the experiment, a chemical separation using ion-chromatography and liquid-liquid-extraction was performed to separate Rf-263 from Db and actinides. The separated sample was essayed for alpha-decay and spontaneous fission. From the number of Rf-263 decays an electron capture branch in the decay of Db-263 on the order of 3% was estimated. A main part of this thesis deals with the determination of a Kd-value of Sg on the anion-exchange resin Aminex A27 in 0.1M HNO3/5E-3M HF. This experiment, performed with the ALOHA-system, made use of the multi-column-technique (MCT) in the aqueous chemistry of Sg for the first time. Due to many problems during the experiment, no Kd-value could be determined. Instead, the experiment was subjected to a fault-tree analysis. Here, a susceptibility of the MCT on natural radionuclides could be shown. Furthermore, other problems with ALOHA could be identified, which prevented a repetition of the experiment. In the following an alternative for the used anion-exchange resin was characterized. Also the circumstance of the electrolysis, as main step during the MCT sample preparation, was specified.