BEGR Ü N D ET VON Ä . B E R L IN E R UND C. XHESING
H E R A U SG E G E B E N VON
ARNOLD B E R L I N E R
U N T E R B E S O N D E R E R M I T W I R K U N G V O N HANS SPEMANN I N F R E I B U R G I. BR.
ORGAN DER GESELLSCHAFT DEUTSCHER NATURFORSCHER UND ÄRZTE
U ND
ORGAN DER KAISER WILHELM-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER WISSENSCHAFTEN V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W 9
HEFT 23 ( S E I T E 4 5 3 - 4 7 6 ) 8. JUNI 1928 16. JAHRGANG
D as P ro ta c tin iu m als ra d io ak tives und als ch e
m isches E lem en t. V on O t t o H a h n , B erlin- D ah lem ...4 5 3 N euere F orschu ngen über die A ssim ilation. Von
Ma r i a Ko b e l, B erlin -D ah lem ... 457 Joffes U n tersu chu ngen ü ber die elektrisch e D u rch
sch lagsfestigk eit. V on P . Jo r d a n, H a m b u rg 460 Zu s c h r i f t e n:
D ie S ich tb a rk e it von /?-Szintillationen. V o n Ha n s Pe t t e r s s o n und Ge r h a r d Ki r s c h, W ien . 463 D as W ied erverein igu n g sleu ch ten des Jods. V on
V . Ko n d r a t j e wund A . Le i p u n s k y, Len in g ra d 463 R ö n tgen sp ek tro grap h isch e U n tersu ch u n g eines
C ellobioseanh ydrids. V o n Ma x Be r g m a n n, R . O. He r z o g u nd W . Ja n c k e, D resden und D ah lem ...464 R eson an z-F lu orescen z des C yan s ? V on Ge r h a r d
He r z b e r g, D a r m sta d t . . ... 464
Be s p r e c h u n g e n :
Ga m s, H . , V o n den P o lla teres zu r D e n t de M ord es. ( R e f .: W .W an gerin , D an zig-L an gfu h r) 465 Wa l t e r, H ., E in fü h ru n g in die allgem eine
P flanzen geograph ie D eutsch land s. (R e f.: W . W angerin, D a n z ig - L a n g f u h r ) ... 466 Ol t m a n n s, Fr i e d r i c h, D as Pflanzen leben des
S ch w arzw aldes. ( R e f.: K . T ou ton , W iesbaden) 467 Sc h u s t e r, Ju l i u s, L in n e und F ab riciu s. Zu
ihrem L eb en u nd W erk. ( R e f.: P. Stark , B reslau) 467 IMu e r n b e r g k, E ., U n tersu chu ngen ü b e r die
L ich tv e rte ilu n g in A v e n a -K o le o p tile n und anderen p h o to tro p isch reizbaren P flan zen organen bei einseitiger B eleu ch tu n g. (R ef.:
L . B rau n er, J e n a ) ... 468 D ö p p , W a l t e r , U n tersu chu ngen ü ber die E n t
w ick lu n g v o n P ro th a llien einheim ischer P o ly- podiaceen. ( R e f .: A . T h. C za ja , B erlin-D ahlem ) 469 B e r g e r , A l w i n , D ie E n tw icklu n gslin ien der
K a k te e n . ( R e f .: F . V a u p el, B erlin-D ah lem ) 469 Fortsetzung des Inhaltsverzeichnisses siehe I I . Umschlagseite!
Organisation und Oesfall im Bereich der Blüte
V o n
Dr. Wilhelm Troll
P riva td o zen t an der U n iv ersitä t M ü n ch en
*
M it 312 A bb ildu ngen . X III, 415 Seiten. 1928
R M 39 —
*
B ild e t B and 1 der n eu en S a m m lu n g :
M o n o grap h ien aus dem G esam tg eb iet der w issen scha ftlich en Botanik, herausgegeben v o n jW . B e n e c k e , M ü n ster i. W ., A. S e y b o l d , U trech t, H . S i e r p , K öln , W . T r o l l , M ü n ch en
*
G eropegia Sandersonii. G eöffn ete Blüte D an eben eine ältere B lutenknospe. N a tü rlic h e G röße
II D I E N A T U R W I S S E N S C H A F T E N . 1928. H e ft 23. 8. Juni 1Q28.
Fortsetzung des Inhaltsverzeichnisses!
He i n r i c h e r, Em i l, S elek tio n sversu ch e m it a ta v istisch e r Iris 1880— 1927. (R e f.: E . K ü ster, G i e ß e n ) ...469 S c h ü r h o f f , P . N ., D ie C y to lo g ie der B lu te n
pflan zen. ( R e f .: A . T h . C za ja , B erlin -D ah lem ) 470 He g i, G ., Illu strie rte F lo ra v o n M itteleuropa.
B d . V . (R e f.: E . U lb rich , B erlin -D ah lem ) 470 Mö n k e m e y e r, W ., D ie L au b m o ose E u rop as.
( R e f .: L . L o esk e, B erlin-W ilm ersd orf) . . . 471 Ge s e l l s c h a f t f ü r Er d k u n d e z u Be r l i n. V e g e
ta tio n sb ild er aus den A n d en C h i l e s ...471
De u t s c h e Me t e o r o l o g i s c h e Ge s e l l s c h a f t ( Be r l i n e r Zw e i g v e r e i n). S ch w an ku ngen der N ieder
schläge ...• ... 472 Mi t t e i l u n g e n a u s v e r s c h i e d e n e n Ge b i e t e n.
W ie kann d er p räzise op tisch e A p p a r a t des A u g es durch w eiche G ew ebe a u fg e b a u t w erd en ? R egistrieru n gen des T ag e slich ts m it einer p h o to elektrisch en Zelle. T ageslich tm essu n g en m it dem Ph otom eter. D er In tern a tio n a le G eograp hen k on greß in C am bridge 1928. H o h e Sonnen
stra h lu n g sin ten sität im F rü h ja h r 1928 . . . . 473 As t r o n o m i s c h e Mi t t e i l u n g e n. D as P rob lem der
B ew egu n gen im S t e r n s y s t e m ... 474
V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W 9
Struktur der Materie
in Einzeldarstellungen
H era u sgegeb en von
Dr. M. B e rn
undDr. J. Franck
Professor, D ire k to r des Institu ts fü r theoretische Professor, D irek to r des zw e ite n p h ysik alisch en P h y s ik der U n iv e r sitä t G ö ttin g en Instituts der U n iversität G ö ttin g en
B i s h e r e r s c h i e n e n :
I. Zeemaneffekt und Multipletfstruktur der Spektr allinten.
von
Dr. E. B ack , P rivatd ozen t fü r E xp erim en talp h ysik in T ü b ingen , und D r. A. Lande, a. o.
P ro fesso r fü r T h eo retisch e P h ysik in T üb ingen . M it 25 T ex ta b b ild u n g en und 2 T a fe ln .
X II, 213 Seiten. 1925. R M 14.40; geb u n d en R M 15.90
II. Vorlesungen über Atommechanik. Von D r. M a x Born, Professo r an der U n iversität G öttingen . H era usgegeb en unter M itw ir k u n g von D r. F r i e d r i c h H u n d , P riva t
dozent an der U niversität G ö ttin g en . E r s t e r Band. M it 45 A b b ild u ngen . IX, 358 Seiten.
1925. R M 15.— ; gebu n den R M 16.50
III. Anregung von Quantensprüngen durch Stöße, v o n D r. j . Franck, P ro fesso r an der U n iversität G ö ttin g en , und D r. P. Jordan, A ssistent am P h ysik a lisch en Institu t der U niversität G ötting en . M it 51 A bb ild u ngen . V III, 312 Seiten. 1926. R M 19.50; geb. R M 21.—
IV. Linienspektren und periodisches System der Elemente, von
D r. Friedrich Hund, P riva td o zen t an der U niversität G ötting en . M it 43 A b b ild u n g en und 2 Z a h len ta feln . V I. 221 Seiten. 1927. R M 15.— ; gebu n d en R M 16.20
V. Die seltenen Erden vom Standpunkte des Atombaues. Von P rofesso r D r. Georq V . H e v e s y , V orstand des p h ysikalisch -ch em isch en Institutes der U n iversität F re i
b u rg i. Br. M it 15 A b b ild u n g en . V III, 140 Seiten. 1927. R M 9.— ; gebu nden R M 10.20
VI. Fluorescenz und Phosphorescenz im Lichte der neueren
A t o m t h e o r i e . V on P ro fesso r D r. Feter Pringshefm , B erlin. D r i 11 e A u fla g e . M it 87 A bb ildu ngen . V I I , 557 Seiten. 1928. R M 24.— ; gebu n den R M 25.20
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DIE NATURWISSENSCHAFTEN
16. Jahrgang 8. Juni 1928 Heft 23
Das Protactinium als radioaktives und als chemisches Element1.
V o n Ot t o Ha h n, B e r lin - D a h le m . D a s P ro ta c tin iu m , d a s la n g le b ig e r a d io a k t iv e
E l e m e n t m it der O r d n u n g s z a h l 9 1, b e a n s p r u c h t s o w o h l v o n seiten d e r R a d io a k t iv it ä t s fo r s c h u n g a ls a u c h v o m S ta n d p u n k t d e r a llg e m e in e n C h e m ie e in b e so n d eres In teresse. F ü r d ie R a d i o a k t i v i t ä t i s t e s v o n B ed eu tu n g a ls d ir e k t e M u t t e r s u b s t a n z d e s A c tin iu m s und a ls A n fa n g s g lie d d e r A c t in iu m - r e ih e , d eren S tellu n g z u d e n ü b r ig e n r a d io a k t iv e n R e ih e n a u ch heute n o c h n ic h t g e k lä r t is t. A ls n e u e s c h e m is c h e s E lem en t lie g t se in e B e d e u t u n g d a rin , d a ß es in auch dem C h e m ik e r z u g ä n g lic h e n M e n g e n in U ra n m in eralien v o r k o m m t u n d se in e R e in h e r s t e llu n g die F e s tle g u n g d e r g e n a u e n c h e m is c h e n E ig e n s c h a fte n dieses z w e it h ö c h s t e n G lie d e s im p e rio d isc h e n S y s te m d e r E l e m e n t e e r la u b e n w ir d .
E in ig e im L a u fe d e r l e t z t e n Z e it im K a is e r W ilh e lm - In s titu t fü r C h e m ie d u r c h g e fü h r t e U n t e r su c h u n g e n h ab en u n s e r e K e n n t n is s e ü b e r d a s P r o t a c tin iu m so w o h l in r a d io a k t iv e r a ls a u c h ch e m is ch e r H in sic h t e r h e b lic h g e fö r d e r t, u n d d ie F r a g e der R e in d a rs te llu n g d ie s e s n e u e n E le m e n ts k a n n heu te p ra k tis c h a ls g e lö s t g e lte n .
D a s P r o ta c tin iu m w u r d e 1 9 1 8 v o n Ha h n u n d Me i t n e r2 und u n a b h ä n g ig d a v o n v o n So d d y u n d Cr a n s t o n3 a u fg e fu n d e n u n d d e r N a c h w e is e r b r a c h t , d aß es in d e r T a t d ie la n g e g e s u c h te M u t t e r s u b s ta n z des A c tin iu m s is t. Ha h n u n d Me i t n e r
k o n n t e n d abei g le ic h z e itig d ie w ic h t ig s t e n a n d e r e n E ig e n s c h a fte n des n e u e n E le m e n t s fe s ts te lle n . D e r v o n uns v o r g e s c h la g e n e N a m e P r o t a c t in iu m w u r d e se itd e m a llg e m e in a n g e n o m m e n .
D a s P r o ta c tin iu m is t e in H o m o lo g e s d e s T a n t a ls , d ie s e m a lso in se in e n a llg e m e in e n c h e m i s c h e n E ig e n s c h a f t e n ä h n lich u n d h a t , w ie s ic h b a ld h e r a u s s t e llt e , eine seh r h o h e B e s t ä n d ig k e it . D u r c h d ie s e E ig e n s c h a f t b e a n s p r u c h t es g e g e n ü b e r d e n m e is te n a n d eren R a d io e le m e n te n , d ie im a l l g e m e in e n so in sta b il sin d , d a ß sie in w ä g b a r e n M en g en n i c h t V o r k o m m e n , e in b e s o n d e re s I n t e r esse. D ie B e s tim m u n g d e r H a lb w e r t s z e it d ie s e s n eu en E l e m e n t s w a r a ls o e in e F r a g e v o n b e s o n d e re r W ic h t ig k e it . D e n n je g r ö ß e r d ie s e is t, d e s to m e h r is t v o n d e r S u b s t a n z in e in e m U r a n m in e r a l e n th a lte n , d e s to g r ö ß e r s in d d ie A u s s ic h te n , sie i n a u c h dem C h e m ik e r z u g ä n g lic h e n M e n g e n z u g e w in n e n . N a tü r lic h w a r es n ic h t m ö g lic h , d ie U m w a n d lu n g s g e s c h w in d ig k e it d e r n e u e n S u b s t a n z
1 N a ch einem am 20. O ktober 1927 in der P re u ß i
schen A k ad em ie der W issenschaften gehaltenen V o r träg e. S itz.-B er. d. Pr. Ak. d. W iss. X X X I — X X X I V , 275. 1927.
2 O . Ha h n und L . Me i t n e r, P h ys. Zeitschr. 19, 208.
1918.
3 F . So d d y und J. A . Cr a n s t o n, Proc. of th e ro y.
soc. 94, 384. 1918.
Nw. 1928
d u r c h d ir e k t e A k t iv it ä t s m e s s u n g e n zu b e s t im m e n ; d a fü r is t d ie Z e r fa lls g e s c h w in d ig k e it v ie l zu k le in . E s b o t s ic h a b e r ein a n d e r e r W e g d a r, d e r p r in z ip ie ll d u r c h a u s z u v e r lä s s ig e W e r t e g e b e n m u ß . D a s P r in z ip d e r M e th o d e is t fo lg e n d e s : W ir k e n n e n d ie A k t i v i t ä t d e s P r o t a c t in iu m s im V e r g le ic h zu d e r d e s U ra n s , w e n n d a s P r o t a c t in iu m m it d e m U r a n s ic h im r a d io a k t iv e n G le ic h g e w ic h t b e fin d e t . D ie A n z a h l d e r « - S t r a h le n d e s P r o t a c t in iu m s b e t r ä g t d a n n 1 ,5 % v o n d e r d e s U r a n s ( U I + U I I ) . T r e n n t m a n n u n d a s P r o t a c t in iu m q u a n t i t a t i v v o m U r a n a b , so b ild e t le t z t e r e s o d e r e in m it ih m z u s a m m e n v o r k o m m e n d e s U r a n is o t o p d a s P r o t a c t i n iu m n a c h , u n d z w a r g e s c h ie h t d ie se N a c h b ild u n g in d e m T e m p o d e r H a lb w e r t s z e it d es P r o t a c t in iu m s .
D e r e in fa c h s te W e g z u r L ö s u n g d ie s e r F r a g e w a r a ls o d ie U n t e r s u c h u n g ä lte r e r U r a n s a lz e v o n m ö g lic h s t g e n a u b e k a n n t e m A l t e r a u f ih re n G e h a lt a n P r o t a c t in iu m . N a c h e in e r U m fr a g e b e i F a c h k o lle g e n g e la n g te n F r l. Me i t n e r u n d ic h in d e n B e s it z e in ig e r a lt e r U r a n s a lz e , d e re n M in d e s t a lt e r b e k a n n t w a r . M it d ie sen P r ä p a r a t e n w u rd e n P r o t a c t in iu m b e s t im m u n g e n d u r c h g e fü h r t , u n d w ir e r h ie lt e n a ls H a lb w e r t s z e it fü r d a s P r o t a c t in iu m d e n W e r t 12 0 0 0 J a h r e . N a c h d e r N a t u r d e r D in g e m u ß t e d ie s a b e r e in e n M in im a lw e r t v o r s te lle n . D e n n d ie s e M e th o d e s e t z t v o r a u s , d a ß d a s U r a n s a lz u r s p r ü n g lic h v ö lli g fr e i v o n P r o t a c t in iu m w a r, d a s g e fu n d e n e P r o t a c t in iu m a ls o t a t s ä c h lic h w ä h re n d d e r a n g e n o m m e n e n Z e it n a c h g e b ild e t w a r ; a n d e r e r s e its w a r e n d ie a n g e g e b e n e n A ltersw erte u n te r e G re n z e n , d ie P r ä p a r a t e k o n n te n ä lt e r sein , a lso m e h r P r o t a c t in iu m n a c h g e b ild e t h a b e n .
B e i d e r W ic h t ig k e it d e r K e n n t n is d e r H a l b w e r t s z e it d e s P r o t a c t in iu m s h a t n u n im L a u fe d e r le tz t e n J a h r e H r . E . Wa l l i n g a u f m e in e V e r a n la s s u n g n e u e B e s tim m u n g e n d ie s e r w ic h t ig s t e n K o n s t a n t e d e s P r o t a c t in iu m s v o r g e n o m m e n , u n d z w a r u n t e r B e d in g u n g e n , d e n e n d ie u n v e r m e id lic h e n I r r t u m s m ö g lic h k e it e n d e r frü h e re n B e s t im m u n g e n n ic h t m e h r a n h a f t e t e n 1. D ie e in e V e r b e s s e r u n g b e s ta n d d a rin , d a ß d ie v e r w e n d e t e n U r a n p r ä p a r a t e in b e z u g a u f ih re n P r o t a c t in iu m g e h a lt e in e in w a n d fr e i d e fin ie r te s A l t e r h a t t e n . U m d ie s s ic h e r
z u s te lle n , h a b e ic h v o r e in ig e n J a h r e n d a s P r o t a c t i n iu m q u a n t i t a t i v a u s ih n e n a b g e tr e n n t, so d a ß d e r Z e it p u n k t d e r b e g in n e n d e n N a c h b ild u n g u n d d ie u r s p r ü n g lic h e R e in h e it e in w a n d fre i g e g e b e n w a r e n . D ie T r e n n u n g g e s c h ie h t d u rc h f r a k t i o n ie r te K r y s t a llis a t io n d e r N it r a t e , b e i d e r d a s
1 E in geh en de A n gab en über die V o rb ereitu n g der P rä p a ra te und die D urch fü h run g der V ersuche find en sich in der dem n äch st erscheinenden D issertatio n von H rn . E . Wa l l i n g.
34
454 Ha h n: D as P ro tactin iu m als ra d io ak tive s und als chem isches E lem en t. [ Die Natur
wissenschaften P r o t a c t in iu m in s F i l t r a t g e h t (ke in e M is c h k r y s ta lle ,
k e in e A d s o r p tio n ) . D ie s e P r ä p a r a t e w u rd e n n u n e in ig e J a h r e u n v e r a r b e it e t s te h e n g e la s s e n u n d d a n n d ie P r o t a c t in iu m a b t r e n n u n g g e m a c h t. D ie D a u e r d e r N a c h b ild u n g d e s P r o t a c t in iu m s a u s d e m v o r h e r a n P r o t a c t in iu m fr e ie n U r a n s a lz w a r a ls o g e n a u b e k a n n t.
D ie a n d e r e V e r b e s s e r u n g b e s t a n d in d e r V e r w e n d u n g e in e s r a d io a k t iv e n I n d ic a t o r s z u r F e s t s t e llu n g d e r g e n a u e n A u s b e u t e a n P r o t a c t in iu m b e i d e sse n A b t r e n n u n g a u s d e m U ra n . D ie s e r I n d ik a t o r w a r d a s k u r z le b ig e /^-strahlende U ra n Z, d a s ic h v o r e in ig e n J a h r e n a ls S e it e n p r o d u k t d es Z e r fa lls v o n U r a n X a u fg e fu n d e n h a b e 1. D a s U r a n Z is t e in I s o to p d es P r o t a c tin iu m s , d. h . a lso , b e id e ste h e n im p e rio d isc h e n S y s t e m a n d e r se lb e n S te lle , sie h a b e n g le ic h e c h e m is c h e E ig e n s c h a fte n . D a s U ra n Z h a t n u n d ie z u r a d io a k t iv e n M essu n g e n se h r b e q u e m e H a lb w e r t s z e it v o n 6 .7 S tu n d e n u n d e m it t ie r t ^ -S tr a h le n , d ie s ic h le ic h t e le k tr o s k o p is c h m e ss e n la s s e n . W e r d e n n u n d a s P r o t a c t in iu m w ie d a s U r a n Z a u s d e r a u f ih re n P r o t a c t in iu m g e h a lt z u p r ü fe n d e n L ö s u n g n a c h irg e n d e in e m c h e m is c h e n A b s c h e id u n g s v e r fa h r e n a b g e s c h ie d e n , d a n n i s t d ie A u s b e u t e fü r b e id e S u b s ta n z e n w e g e n ih r e r c h e m is c h e n G le ic h h e it a b s o lu t g le ic h . D ie A u s b e u te a n U r a n Z l ä ß t sich w e g e n d e sse n c h a r a k t e r is t is c h e n E ig e n s c h a ft e n r e c h t g e n a u b e s tim m e n ; sie e r g ib t s ic h d ir e k t a u s d e m V e r h ä lt n is d e r b e i d e r A b t r e n n u n g g e m e sse n e n U r a n Z - A k t i v i t ä t zu d e r G le ic h g e w ic h t s a k t iv it ä t d e s U r a n Z in d e m z u r V e r a r b e it u n g g e la n g te n U r a n s a l z 2.
M it d e r A u s b e u t e a n U r a n Z h a t m a n d a n n a lso z u g le ic h d ie A u s b e u t e d e s d e m U r a n Z is o to p e n P a u n d d a m it d e n G e h a lt d e s P r o t a c t in iu m s in d e m b e tr e ffe n d e n U r a n s a lz .
A n e in e m B e is p ie l se ie n e in ig e Z a h le n a n g e g e b e n : V e r w e n d e t w u r d e n 1 ,4 k g U r a n n it r a t m it e in e m G e h a lt a n U r a n e le m e n t v o n 700 g. D ie « - A k t i v i t ä t d ie s e r U r a n m e n g e is t in w illk ü r lic h e n E in h e it e n 5.0 7 M illio n e n . D ie m it d ie s e r U r a n a k t i v i t ä t im r a d io a k t iv e n G le ic h g e w ic h t s te h e n d e P r o t a c t in iu m - a k t i v i t ä t w ü r d e 94000 b e tr a g e n . (D ie s e r W e r t e r g ib t sic h a u s d e m A b z w e ig u n g s v e r h ä lt n is P r o t a c t in iu m : U r a n u n t e r B e r ü c k s ic h t ig u n g d e s v e r sc h ie d e n e n Io n is ie r u n g v e r m ö g e n s d e r P r o t a c t in iu m - a - S t r a h le n zu d e n e n d e r « - S t r a h le n v o n U r a n I + U r a n I I .) D a s u r s p r ü n g lic h p r o t a c t in iu m fr e ie U r a n w u r d e a u f P r o t a c t in iu m v e r a r b e it e t , n a c h d e m es 3,63 J a h r e u n v e r a r b e it e t d a g e s t a n d e n , w ä h r e n d d ie s e r Z e it a lso se in P r o t a c t in u m n a c h g e b ild e t h a t t e . D ie in d ie s e r Z e it g e b ild e te P r o t a c t in iu m - a k t i v i t ä t e r g a b s ic h a u s d e r d ir e k t g e m e ss e n e n A k t i v i t ä t v o n 5 ,5 4 E in h e it e n u n t e r B e r ü c k s ic h t i
g u n g d e r n a c h d e r I n d ik a t o r m e t h o d e b e s tim m te n A u s b e u te v o n 48,4 % zu in s g e s a m t 1 1 ,4 5 E in h e it e n , g e g e n ü b e r d e r G le i c h g e w i c h t s a k t i v i t ä t v o n 94000 E in h e it e n . A u s d ie s e n D a t e n l ä ß t s ic h n u n d ie H a lb w e r t s z e it n a c h d e n G e s e t z e n d e r r a d io a k -
1 O . Ha h n, B er. d. C hem . Ges. 54, 11 3 1 . 1921.
2 O. Ha h n, Zeitschr. f. p h ys. Chem . 103, 461. 1923.
t iv e n U m w a n d lu n g d i r e k t b e s t im m e n .' S ie b e r e c h n e t sich in d ie s e m F a ll e z u 2 0 70 0 J a h r e n .
A n d e r e B e s tim m u n g e n , in d e rs e lb e n W e is e d u r c h g e fü h r t , e rg a b e n d ie fo lg e n d e n W e r t e :
15 7 0 0 , 19 7 0 0 , 2 0 9 0 0 J a h r e .
U n t e r d ie sen B e s tim m u n g e n w a r d ie , d ie d e n W e r t 1 5 7 0 0 J a h r e e rg a b , d ie e rs te . W e n n u n s a u c h k e in d ir e k t e r F e h le r b e k a n n t is t, d e r s ic h b e i d ie s e r B e s t im m u n g e in g e s c h lic h e n h a b e n k ö n n t e , so h a lte n w ir d o c h d ie s p ä te r e n W e r te fü r z u v e r lä s s ig e r . A ls M it t e lw e r t a u s d e n v ie r B e s tim m u n g e n f in d e t m a n 1 9 3 0 0 J a h r e , u n d d a w ir d ie n ie d rig e e r s te B e s t im m u n g n ic h t a ls so e in w a n d fr e i b e w e rte n w ie d ie d r e i s p ä te r e n , s c h lie ß e n w ir a u s u n seren V e r s u c h e n a u f e in e H a lb w e r t s z e it v o n 20000 J a h re n , m it e in e r F e h le r m ö g lic h k e it v o n ^ 1 0 % .
A u s d e m a n g e f ü h r t e n Z a h le n b e is p ie l s ie h t m a n , u m w e lc h a u ß e r o r d e n t lic h g e r in g e A k t i v i t ä t e n v o n P r o t a c t in iu m es s ic h b e i d ie s e n B e s tim m u n g e n h a n d e lt, u n d es b e d u r f t e b e s o n d e re r V o r s ic h t s m a ß r e g e ln , u m d ie V e r s u c h e o h n e I n f e k t io n m it a n d e r e n r a d io a k t iv e n S t o ffe n d u r c h z u fü h r e n . S e lb s t v e r s t ä n d lic h w u r d e in a lle n F ä lle n a u s d e r A r t u n d D u r c h d r in g b a r k e it d e r S tr a h le n d e r N a c h w e is e r b r a c h t , d a ß es s ic h b e i d e r g e m e ss e n e n A k t i v i t ä t , n a c h d e m d a s U r a n Z u n d U r a n X z e rfa lle n w a re n , u m im r a d io a k t iv e n S in n e re in e s P r o t a c t i n iu m h a n d e lte , a ls o ir g e n d e in e I n f e k t io n m it a n d e re n a k t iv e n S u b s t a n z e n n ic h t s t a t t g e f u n d e n h a t t e . L e g t m a n d ie n e u e r m it t e lt e H a lb w e r t s z e it d e s P r o t a c t in iu m s v o n 20000 J a h r e n d e n fo lg e n d e n B e r e c h n u n g e n z u g r u n d e , so e r g ib t s ic h d ie G e w ic h t s m e n g e d e s P r o t a c t in iu m s p ro G r a m m U r a n I zu
A ls H a lb w e r t s z e it d e s U r a n I is t d a b e i d e r W e r t 4 ,5 • i o 9 J a h r e , f ü r d a s A t o m g e w ic h t d e s P r o t a c tin iu m s 230 a n g e n o m m e n . D a g e w ic h t s m ä ß ig d a s in d e r N a t u r v o r k o m m e n d e M is c h e le m e n t U r a n (I - f II) zu 99 % o d e r m e h r a u s U I b e s te h t, b e z ie h t s ic h d ie o b ig e A n g a b e a ls o p r a k t is c h a u c h a u f d a s g e w ö h n lic h e U r a n . E in e T o n n e e in e s b e lie b ig e n U r a n m in e r a ls e n t h ä lt a ls o 12 9 m g G e w ic h t P r o t a c t in iu m e le m e n t o d e r r u n d 15 0 m g P r o t a c t i- n iu m p e n t o x y d ( P a 205). D ie e n t s p r e c h e n d e R a d iu m m e n g e p r o T o n n e U r a n is t 340 m g R a d iu m e le m e n t. I n U r a n m in e r a lie n fin d e n s ic h a ls o a u f 100 T e ile R a d iu m r u n d 40 G e w ic h t s t e ile P r o t a c t i n iu m . W e n n m a n b e d e n k t, d a ß h e u t e a u f d e r E r d e b e r e its m e h r e re 100 G r a m m R a d iu m h e r g e s t e llt sin d , u n d d a ß in B e lg ie n z u r Z e it a u s d e n h o c h w e r t ig e n U r a n e r z e n d e s K o n g o s t a a t e s m e h re re G r a m m p ro M o n a t g e w o n n e n w e r d e n k ö n n e n , d a n n s ie h t m a n , d a ß t h e o r e tis c h d e m n ic h ts im W e g e s t e h t, a u c h d a s n e u e r a d io a k t iv e E le m e n t g r a m m w e is e zu g e w in n e n .
W ie s t e h t es n u n a b e r m it d e r c h e m is c h e n H e r- s t e llb a r k e it d ie s e r S u b s t a n z ? E in g e e ig n e t e s A u s g a n g s m a t e r ia l s in d d ie b e i d e r U r a n - u n d R a d iu m f a b r ik a t io n z u r ü c k b le ib e n d e n le t z t e n u n -
Heft 23- ]
i. 6. 1928 J Ha h n: D as P ro tactin iu m als ra d io a k tiv e s u nd als chem isches Elem ent. 455 lö s lic h e n R ü c k s tä n d e , d ie so g . R ü c k r ü c k s t ä n d e .
I n s o lc h e n R ü c k s tä n d e n h a b e n L . Me i t n e r u n d d e r V e r fa s s e r sein erzeit a u c h d a s P r o t a c t in iu m e n t d e c k t . Sie e n th a lte n e t w a 50 % d e s in d e m M in e r a l en th a lte n en P r o t a c tin iu m s , d a g e g e n n u r g e r i n g e r e M en g en der ü b rig e n r a d io a k t iv e n E le m e n te . D u r c h V e ra rb e itu n g v o n e t w a 10 k g d ie s e r R ü c k s t ä n d e h a b e n w ir sc h o n v o r e in e r A n z a h l v o n J a h r e n P r o t a c tin iu m p r ä p a r a te g e w o n n e n , d ie m e h r a ls 500 m a l so stark w a re n a ls g le ic h e M e n g e n U r a n ; n a c h G e w ich tsp ro ze n te n P r o t a c t in iu m b e re c h n e t, w a r e n diese P rä p a ra te a b e r n o c h se h r v e r d ü n n t, s ie e n th ie lte n h ö c h ste n s e in ig e Z e h n te l P r o z e n t.
W i r h a b e n dann den V e r s u c h g e m a c h t, d u r c h e in e V e r a r b e it u n g in v ie l g r ö ß e re m M a ß s ta b e s t ä r k e r e P r ä p a r a t e zu gew in n en . Z u d ie s e m Z w e c k e w u r d e n u n s im Jahre 1920 v o n d e r W ie n e r A k a d e m ie d e r W iss e n sc h a fte n 200 k g R ü c k r ü c k s t ä n d e g ü tig e r w e is e zu r V e rfü g u n g g e s t e llt . E in e R o h a u f a r b e i
t u n g geschah in d e r O r a n ie n b u r g e r F a b r i k d e r D e u ts c h e n G a s g lü h lic h t - A u e r - G e s e lls c h a ft u n t e r L e it u n g der H H . D ir e k t o r Pe t e r s u n d D r . Op p e n h e i m e r1. L e id e r w a r e n z u d ie s e r Z e it a b e r d ie A b s c h e id u n g sb e d in g u n g e n n o c h n ic h t se h r g u t b e k a n n t; a u ch d ie B e w ä lt i g u n g d e r M a t e r ia l
sc h w ie r ig k e ite n fü r g r o ß e F lu ß s ä u r e m e n g e n u n d d ie B esch affu n g e in w a n d fr e ie r R e a g e n z ie n w a r i n diesen sc h lim m ste n J a h r e n n a c h d e m K r ie g e so sch w er, daß d er E r f o lg n ic h t se h r b e fr ie d ig e n d w a r . M it H ilfe u n s e re r M it a r b e ite r D r . H . Gi l l e u n d D r. K . E . Pü t t e r e r h ie lt e n w ir a ls b e s te s a n g e re ic h e rte s M a t e r ia l e t w a s ü b e r 500 g ein es a u f d a s e tw a 50 fa c h e d e s u r s p r ü n g lic h e n G e h a lt e s a n g e r e ic h e rte n P r o d u k te s , d a s d a m a ls n ic h t w e ite r v e r a r b e it e t w urde. S e in G e h a lt a n P r o t a c t in iu m b e t r u g , u n ter E in s e t z u n g d e s n e u e n W e r t e s fü r d ie H a lb w e r t s z e it 3,5 — 4 m S P r o t a c t in iu m .
D ie w eitere V e r a r b e it u n g d ie s e s M a t e r ia ls w u r d e e rs t in jü n g s te r Z e it w ie d e r a u fg e n o m m e n , u n d z w a r du rch H rn . D r . v . Gr o s s e im K a is e r W ilh e lm - I n s t it u t fü r C h e m ie , d e m es in k u r z e r Z e i t g e lu n g e n ist, eine e in w a n d fr e ie K o n z e n t r a t io n s m e th o d e fü r das P r o t a c t in iu m a u fz u fin d e n . H r. v . Gr o s s e gin g d a b e i v o n fo lg e n d e m G e d a n k e n g a n g a u s 2:
„ B e i d e n b ish e rig en A n r e ic h e r u n g s v e r s u c h e n w a r v o n d e r V o r s te llu n g a u s g e g a n g e n w o rd e n , d a ß d a s P r o t a c t in iu m , als E k a t a n t a l , se in e m n ie d r ig e r e n H o m o lo g e n , d e m T a n t a l, c h e m is c h e t w a e b e n s o ä h n lich sei w ie d a s R a d iu m d e m B a r iu m . V e r g le ic h t m an je d o c h d ie R e ih e n n a c h b a r n d e s P r o t a c tin iu m s im p e rio d is c h e n S y s t e m , d a s T h o r u n d U r a n , m itih r e n n ie d r ig e r e n H o m o lo g e n , so s ie h t m a n , d a ß w ä h re n d d a s Z ir k o n - H a fn iu m (N io b -T a n ta l) u n d M o ly b d ä n - W o lfr a m u n t e r s ic h c h e m is c h u n d a n a l y t i s c h se h r ä h n lich sind, ih re h ö h e re n H o m o lo g e n s ic h in m a n c h e r H in s ic h t v o n ih n e n u n t e r s c h e id e n . E s w a r n a c h d em p e rio d isc h e n G e s e tz z u er- 1 A u ch an dieser Stelle möchten F rl. Me i t n e r und ic h den gen an n ten H erren für ihre große H ilfe unseren g a n z besonderen D a n k aussprechen.
2 A . v . Gr o s s e, N aturw issenschaften 15, 766. 1927*
w a r t e n , d a ß d a s P r o t a c t in iu m e b e n fa lls m a n c h e c h a r a k t e r is t is c h e n E ig e n s c h a ft e n b e s itz e n w ir d , u . a ., d a ß se in h ö c h s t e s O x y d P a 205 b a s is c h e r sein w ir d a ls d a s T a 205 u n d , ä h n lic h d e m T h O a u n d U03, S a lz e w ir d b ild e n k ö n n e n ."
E s w u r d e a lso b e w u ß t n ic h t d ie Ä h n lic h k e it d es P r o t a c t in iu m s m it d e m T a n t a l, so n d e rn d ie zu e r w a r t e n d e n V e r s c h ie d e n h e ite n in den E ig e n s c h a f t e n d e r b e id e n h o m o lo g e n E le m e n t e d e n A n r e ic h e r u n g s m e th o d e n z u g r u n d e g e le g t.
D e r E r fo lg z e ig t d ie R i c h t i g k e i t d e r Ü b e r le g u n g e n . H r . v . Gr o s s e h a t a u s d e m g e n a n n te n , 50 fa c h a n g e r e ic h e r t e n M a t e r ia l e t w a 2 m g P r o t a c t in iu m o x y d g e w o n n e n , d a s e in n a h e z u re in e s M a t e r ia l v o r s t e llt , sic h e r ü b e r 9 5 p ro z . i s t 1.
D a ß es s ic h t a t s ä c h lic h h ie r u m f a s t re in e s P r o t a c t in iu m h a n d e ln m u ß , lä ß t sich a u s m e h r e re n G r ü n d e n s c h lie ß e n . 1. D ie A k t i v i t ä t d e s P e n t- o x y d s i s t r u n d 230 000 m a l so g r o ß w ie d ie e in e r g le ic h e n G e w ic h t s m e n g e U r a n I . A u s d e m V e r h ä ltn is d e r L e b e n s d a u e r v o n U r a n I zu P r o t a c t i n iu m 4 ,5 • i o 9 : 2 • i o 4 u n d u n t e r B e r ü c k s ic h t ig u n g d e r v e r s c h ie d e n s t a r k e n I o n is a tio n d e r S t r a h lu n g d e s P r o t a c t in iu m s g e g e n ü b e r d e m d es U r a n s u n d se in e m e t w a 2 % n ie d rig e re n A t o m g e w ic h t s o llte m a n t h e o r e t is c h 225 000 e rw a r te n . 2. D u r c h w e ite r e c h e m is c h e T r e n n u n g e n lie ß sich d ie se A k t i v i t ä t n ic h t m e h r w e it e r a n r e ic h e rn . 3. D ie c h e m is c h e n R e a k t io n e n d e s P r o t a c t in iu m s sin d c h a r a k t e r is t is c h u n d v o n d e n e n d e r a n d e r e n E le m e n te v e r s c h ie d e n .
B e i d e n S t r a h lu n g s e ig e n s c h a ft e n d e s P r o t a c t i n iu m s h a t es sich g e z e ig t, d a ß es a u ß e r se in e n d e n A t o m z e r f a ll b e d in g e n d e n « - S t r a h le n a u g e n s c h e in lic h a u c h y - S tr a h le n e m itt ie r t . D ie s e w u r d e n in d ir e k t n a c h g e w ie s e n d u r c h e in e c h a r a k t e r is t is c h e v e r h ä lt n is m ä ß ig w e ic h e /^-Strahlung, d ie s ic h e r s e k u n d ä r e n U r s p r u n g s is t. D u r c h M e s su n g d ie s e r yS-Strahlen u n d P r ü f u n g ih r e r A b s o r b ie r b a r k e it h a t m a n j e t z t e in e se h r b e q u e m e M e th o d e z u r M e s su n g s t ä r k e r e r P r ä p a r a t e u n d zu d e re n P r ü fu n g a u f r a d io a k t iv e R e in h e it ; d e n n d ie A n w e s e n h e it a n d e r e r /^ -strahlender B e im e n g u n g e n l ä ß t s ic h d u rc h d ie A u fn a h m e d e r A b s o r p t io n s k u r v e d e r
^ -S tr a h le n se h r le ic h t n a c h w e is e n 2.
N a c h d e m j e t z t d ie W e g e z u r w ir k s a m e n A n re ic h e r u n g d e s P r o t a c t in iu m s u n d z u r K o n t r o lle d ie ser A n r e ic h e r u n g g e g e b e n sin d , is t d ie G e w in n u n g g r ö ß e r e r M e n g e n d ie ses n e u e n E le m e n t s n u r n o c h e in e F r a g e d e r M a t e r ia lb e s c h a ffu n g u n d M a t e r ia lb e w ä lt ig u n g . W a s d ie M a t e r ia lb e s c h a ffu n g a n b e la n g t, so b e s a ß d a s K a is e r W ilh e lm - I n s t it u t fü r C h e m ie d u r c h e in e frü h e r e S c h e n k u n g d e r ts c h e c h is c h e n R e g ie r u n g n o c h e t w a 4 5 o k g J o a c h im s - th a le r R ü c k s t ä n d e m it e in e m G e h a lt v o n u n g e fä h r 80 m g P r o t a c t in iu m . E in e e rste V e r a r b e i
t u n g d ie s e r M e n g e is t d u r c h d a s g r o ß z ü g ig e E n t g e g e n k o m m e n d e r I . G . F a r b e n in d u s tr ie A .- G .
1 E in e genaue D arstellu n g des A n reich erun gs
verfah ren s und der end gültigen R ein igun g fin d et sich b ei A . v . Gr o s s e, Chem . Ber. 61, 233. 1928.
2 O . Ha h n und A . v . Gr o s s e, Z eitschr. f. P h y s ik 48, 1. 1928.
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456 Ha h n: D as P ro tactin iu m als ra d io ak tive s und als chem isches E lem en t. r Die Natur- [wissenschaften
in L u d w ig s h a fe n u n t e r L e it u n g v o n H rn . v . Gr o s s e
im d o r t ig e n Z e n tr a lla b o r a t o r iu m v o r g e n o m m e n w o rd e n . S o w e it d ie b is h e r ig e n E r g e b n is s e e r k e n n e n la ssen , k a n n h ie r b e i a u f d ie G e w in n u n g v o n e tw a 30 m g P r o t a c t in iu m g e r e c h n e t w e rd e n . W ü n s c h e n s w e r t w ä r e n a t ü r lic h d ie A u f a r b e it u n g n o c h g r ö ß e r e r M e n g e n v o n R ü c k s t ä n d e n , d ie v o r a lle m in B e lg ie n in f a s t b e lie b ig e r M e n g e z u r V e r fü g u n g s te h e n . D o c h s te h e n d e r B e s c h a f fu n g d ie ses M a t e r ia ls v o r e r s t n o c h S c h w ie r ig k e ite n e n tg e g e n .
G a n z k u r z so ll n o c h a u f d ie B e d e u t u n g d e r R e in d a r s t e llu n g e t w a s g r ö ß e r e r M e n g e n d es n e u e n E le m e n ts e in g e g a n g e n w e rd e n . D ie m it d e r re in e n S u b s t a n z z u lö se n d e n F r a g e n lie g e n , w o r a u f sc h o n o b e n h in g e w ie s e n w u rd e , so w o h l a u f d e m G e b ie t e d e r R a d io a k t iv it ä t s fo r s c h u n g a ls a u f d e m d e r a llg e m e in e n C h e m ie .
W ie sc h o n e r w ä h n t, is t d ie F r a g e n a c h d e m U r s p r u n g d e r A c t in iu m r e ih e a u c h h e u t e n o c h n ic h t g e k lä r t . D ie e in e M ö g lic h k e it is t d ie , d a ß d a s P r o t a c t in iu m d u r c h e in e n d u a le n Z e r fa ll e n t w e d e r d e s U r a n I o d e r d e s U r a n I I e n t s t e h t , d e r a r t , d a ß s ic h 9 7 % d e r b e t r e ffe n d e n A t o m e in d ie G lie d e r d e r R a d iu m r e ih e , 3 % in d ie d e r A c t i n iu m r e ih e u m w a n d e ln . D a s A t o m g e w ic h t d es P r o t - a c t in iu m s w ü r d e s ic h d a n n zu 234 o d e r zu 230 b e re c h n e n , je n a c h d e m d ie B ild u n g b e i U r a n I o d e r b e i U r a n I I s t a t t h ä t t e . D e r W e r t 234 is t a u s v e r s c h ie d e n e n G r ü n d e n se h r u n w a h r s c h e in lic h . N a c h e in e r v o n L . Me i t n e r a u fg e s t e llt e n R e g e l m u ß d a s « -s tra h le n d e P r o t a c t in iu m e in n ie d rig e re s A t o m g e w ic h t h a b e n a ls d a s m it ih m is o to p e ß- s t r a h le n d e U r a n X 2, d e sse n A t o m g e w ic h t sic h e r 2 3 4 1 is t. A u ß e r d e m m ü ß t e b e i e in e m A t o m g e w ic h t d es P r o t a c t in iu m s v o n 234 d a s E n d p r o d u k t d e r A c tin iu m r e ih e , d a s A c t in iu m D , e in so lc h e s v o n 2 10 a u f w e ise n (234 m in u s 6 « - S t r a h le n = 2 10 ).
D ie s s t e h t im W id e r s p r u c h zu d e n e x p e r im e n te lle n E r g e b n is s e n ü b e r d a s A t o m g e w ic h t d e s so g . U r a n b le is . F ü r d ie ses w u r d e n in e in e r A n z a h l v o n F ä lle n W e r t e g e fu n d e n , d ie s ic h e r n ie d r ig e r sin d , a ls sie sich a u s e in e m G e m is c h v o n 9 7 T e ile n R a d iu m G (206) u n d 3 T e ile n A c t in iu m D (210), a u c h u n t e r B e r ü c k s ic h t ig u n g d e r E n e r g ie v e r lu s t e d u r c h d ie E m is s io n v o n 5 « - S t r a h le n z w is c h e n R a d iu m u n d R a d iu m G , b e r e c h n e n la s s e n 2.
D e r W e r t 230 fü r d a s A t o m g e w ic h t d e s P r o t a c t i n iu m s w ä r e m ö g lic h , is t a b e r n ic h t b e w ie se n .
D ie a n d e r e M ö g lic h k e it d e r E n t s t e h u n g d e r A c t in iu m r e ih e is t d ie z u e r s t v o n Pi c c a r d3 a u s g e sp r o c h e n e , d a ß d ie G lie d e r d e r A c t in iu m r e ih e n ic h t a u s d e m U r a n v o m A t o m g e w ic h t 238, so n d e rn e in e m b is h e r u n b e k a n n t e n U r a n is o to p , A c t in o - U r a n , e n t s t e h e n , d a s d a n a c h e in e n B e s t a n d t e il d e s g e w ö h n lic h e n U r a n s a u s m a c h e n w ü rd e . 1 L . Me i t n e r, N a tu rw issen sch a ften 14, 719. 1926.
2 D as V erb in d u n g sg ew ich t eines solchen U ranbleis berechn et sich zu 206,09; gefunden sind W erte bis zu 206,02 h erab ( Th. W . Ri c h a r d s und L . P . Ha l l, Journ. of th e A m eric. ehem . soc. 48, 704. 1926).
3 A . Pi c c a r d, A rch . sc. p h ys. e t n at. 44, 161. 1917.
E in d e r a r t ig e s A c t in o - U r a n v o n e in e m h ö h e re n A t o m g e w ic h t a ls 238 k ö n n t e d a s im V e r h ä lt n is z u m R a d iu m (226) z u h o h e A t o m g e w ic h t d e s U r a n s (238,14!) e rk lä re n . U m b e i e in e r so lc h e n A n n a h m e n ic h t w ie d e r in e in e n G e g e n s a t z z u d e m A t o m g e w ic h t d e s U r a n b le is z u k o m m e n , m ü ß te m a n 2 A c tin o - U r a n e m it e n t s p r e c h e n d e n Z w is c h e n g lie d e rn a n n e h m e n 2; d ie S u c h e n a c h s o lc h e n S u b s t a n z e n is t b is h e r a lle r d in g s e rg e b n is lo s v e r la u f e n 3.
I n n e u e s te r Z e it w u r d e v o n Ru s s e l l4 a u s g e w is se n R e g e ln , d ie s ic h a u s d e n A s T O N s c h e n I s o - t o p e n fo r s c h u n g e n e rg e b e n , a u f e in A t o m g e w ic h t d e r P r o t a c t in iu m s zu 233 g e sc h lo s se n . D ie S c h w ie r ig k e ite n w e r d e n h ie r m it a b e r n ic h t b e h o b e n . G . F o u R N iE R 5 h ä l t d e n W e r t 2 3 1 f ü r w a h r s c h e in lic h ; e r s c h lie ß t es a u s B e z ie h u n g e n z w is c h e n d e n A t o m g e w ic h t e n is o to p e r R a d io e le m e n t e u n d d e r G e s c h w in d ig k e it d e r v o n ih n e n e m it t ie r t e n « - S t r a h le n . Z u d e m g le ic h e n E r g e b n is g e la n g t e fr ü h e r sc h o n F aj a n s a u s B e z ie h u n g e n z w is c h e n d e n A t o m g e w ic h t e n u n d Z e r fa lls k o n s t a n t e n in n e r h a lb d e r e in z e ln e n P le ja d e n 6. E in B e w e is f ü r d ie R i c h t i g k e i t d e r a n g e n o m m e n e n W e r t e l ä ß t s ic h n a t ü r lic h a u c h h ie r n ic h t e rb r in g e n .
M it d e r R e in d a r s t e llu n g g r ö ß e re r P r o t a c t in iu m - m e n g e n k ö n n t e h ie r K l a r h e i t g e s c h a ffe n w e rd e n , u n d z w a r d u r c h d ie d ir e k t e A t o m g e w ic h t s b e s t im m u n g d e s n e u e n E le m e n ts . M it d e r K e n n t n is des A t o m g e w ic h t s d e s P r o t a c t in iu m s lö se n sich d ie o b e n b e s p ro c h e n e n S c h w ie r ig k e it e n g a n z v o n s e lb s t.
E in e in d ir e k t e M e th o d e z u r B e s tim m u n g d e r A t o m g e w ic h t e d e r A c tin iu m p r o d u k t e e r g ib t s ic h ü b rig e n s j e t z t a u f e in e m g a n z a n d e r e n W e g . I n le t z t e r e r Z e it is t As t o n7 d ie A u fn a h m e d e s M a s s e n s p e k tr u m s d e s g e w ö h n lic h e n B le is g e lu n g e n . E s b e s te h t im w e s e n tlic h e n a u s d e n A t o m a r t e n 206, 207 u n d 208; v ie lle ic h t e n t h ä lt es n o c h e in e ä u ß e r s t s c h w a c h e K o m p o n e n t e b e i 209. E in e a n a lo g e A u fn a h m e d e s M a s s e n s p e k tr u m s v o n v ö llig r e in e m U r a n b le i k ö n n te z u e in e r F e s t le g u n g d es A t o m g e w ic h t s d e s im U r a n b le i z u 3 % e n t h a lte n e n A c D fü h re n . A u s d e m A t o m g e w ic h t v o n A c D e r g ä b e s ic h d a n n s o fo r t d a s A t o m g e w ic h t d e s P r o t a c t i n iu m s, d e n n d ie A n z a h l d e r H e liu m a b s p a lt u n g e n z w is c h e n P r o t a c t in iu m u n d A c t in iu m D is t j a g e n a u b e k a n n t .
W e r t v o ll in r a d io a k t iv e r H in s ic h t is t d a s P r o t a c t in iu m a u c h a ls M u t t e r s u b s t a n z d e s A c tin iu m s . A u s g e a lt e r t e m P r o t a c t in iu m l ä ß t s ic h in Z u k u n f t d a s A c t in iu m in p r a k t is c h g e w ic h t s lo s e r F o r m a u f e in fa c h s te W e is e g e w in n e n . B is h e r g e s c h a h d e sse n H e r s t e llu n g a u s U ra n m in e r a lie n d u r c h A b s c h e id u n g m it d e n se lte n e n E r d e n , v o n w e lc h le tz t e r e n es
1 O . Hö n i g s c h m i d und W . E . Sc h i l z, Zeitschr. f.
anorg. allg. Chem . 170, 145. 1928.
2 A . S. Ru s s e l l, P h ilosop h , m ag. 46, 642. 1924.
3 O . Ha h n, Z eitsch r. f. anorg. allg. Chem . 147, 16.
19 2 5-
4 A . Ru s s e l l, N a tu re 120, 402. 1927.
5 G. Fo u r n i e r, C. R . 184, 878. 1927.
6 K . Fa j a n s, P h y s. Z eitsch r. 16, 456. 1915.
7 F . W . As t o n, N a tu re 120, 224. 1927.
d a n n w ie d e r n ach g e w isse n A n r e ic h e r u n g s v e r fa h r e n a b g e t r e n n t w urde. E in w ir k lic h g u tg e h e n d e s F ra k tio n ie r u n g s v e r fa h r e n z u r b e lie b ig e n A n r e ic h e r u n g d e s A c tin iu m s a u s E r d g e m is c h e n is t b is h e r n i c h t b e k a n n t.
D ie B e d e u tu n g des P r o t a c t in iu m s in c h e m is c h e r B e z ie h u n g is t die, d a ß es e r la u b t, d ie b e s o n d e re n c h e m is c h e n E ig e n s c h a fte n d e s E le m e n t s d e r K e r n la d u n g s z a h l 91 fe s tz u s t e lle n , in s b e s o n d e re a u c h im V e rg leich zu se in en n ie d e r e n H o m o lo g e n N io b u n d T a n ta l u nd se in e n N a c h b a r n T h o r u n d U r a n . A u f das r e la tiv s e lte n e re V o r k o m m e n v o n E le m e n t e n u n g erad er O r d n u n g s z a h l g e g e n ü b e r b e n a c h b a r te n E lem en te n m it g e r a d e r is t ja h ä u fig h in g e w ie s e n w o rd e n 1. I n d e r le t z t e n H o r iz o n t a l'
H eft 23. 1 8. 6. 1928 J
1 Zuerst von W. D. Ha r k i n s, Journ. of the A m eric.
ehem . soc. 39, 856. 1917.
r e ih e d e s p e r io d is c h e n S y s te m s s t e h t u n s d ie s e r F a l l b e s o n d e r s d e u t lic h v o r A u g e n . D ie g e r a d z a h lig e n E le m e n t e R a d iu m , T h o r u n d U r a n sin d g u t b e k a n n t u n d g e w ic h t s m ä ß ig d a r s t e llb a r . V o n d e n u n g e r a d z a h lig e n E le m e n te n E k a c ä s iu m , A c t i n i u m u n d P r o t a c t i n i u m is t d a s E k a c ä s iu m u n b e k a n n t , u n d d ie A u s s ic h t e n sin d g e rin g , d a ß es g e fu n d e n w e r d e n w i r d 1. D a s A c t in iu m i s t n u r a ls r a d io a k t iv e s E l e m e n t b e k a n n t . A ls c h e m is c h e s E l e m e n t w ir d es im m e r n u r in v e r s c h w in d e n d g e r in g e n M e n g e n d a r s te llb a r se in . E s b le ib t a ls e in z ig e s d a s P r o t a c t in iu m , a u s d e s se n H e r s te llu n g a ls o a u c h d ie a llg e m e in e C h e m ie w ir d N u t z e n z ie h e n k ö n n e n .
1 O . Ha h n, N atu rw issen sch aften 14, 159. 1926. — G . v . He v e s y, M itt. dän. A k ad em ie d. W iss. V I I , 1 1 , 1926. — O. Ha h nund O. Er b a c h e r, P h y s. Zeitschr. 27, 531. 1926.
4 5 7 Ko b e l: N euere F orschu n g en ü ber die A ssim ilation.
Neuere Forschungen über die Assimilation.
V o n Ma r i a Ko b e l, B e r lin - D a h le m . D ie A ss im ila tio n is t d ie u r s p r ü n g lic h s te L e is t u n g
a l l e r L e b ew e sen . D e r B e g r i f f A s s im ila tio n u m fa ß t im w e ite s t e n S in n e je d e E in v e r le ib u n g m in e r a lis c h e r B e s t a n d t e ile d e r U m w e lt in d as G efü g e d e r o r g a n i
s ie r te n S u b s ta n z . I m en g eren S in n e v e r s t e h t m a n g e w ö h n lic h u n te r A s s im ila tio n z w e i V o r g ä n g e , d ie a ls d ie w ic h t ig s t e n fü r d en B e s ta n d d e s L e b e n s a u f E r d e n e rs ch e in e n : d ie Ü b e r fü h r u n g v o n K o h le n d io x y d u n d v o n a n o rg a n isc h e n S t ic k s t o f f v e r b in d u n g e n in o r g a n isch -c h e m isch e K ö r p e r . D ie ä lte r e S to ffw e c h s e lfo rs c h u n g sa h ih re A u f g a b e d a r in , e in e G e s a m tb ila n z so lch er P r o z e sse a u fz u s te lle n , d . h. d ie A u f n a h m e a n o rg a n isch e n M a t e r ia ls u n d d e sse n U m w a n d lu n g in o rg a n is ch e S u b s t a n z e n n a c h z u w e is e n so w ie die N a tu r d e r d u r c h A s s im ila t io n er- z e u g t e n E n d p ro d u k te zu k e n n z e ic h n e n . D ie M e th o d e n , d ie zu r V e r fü g u n g s ta n d e n , g e s t a t t e t e n k e in e E in b lic k e in d ie z u m e is t la n g g lie d r ig e K e t t e d e r a b la u fe n d e n R e a k t io n e n . V e r b o r g e n b lie b e n se lb st d ie U m s e tz u n g e n , d ie z w is c h e n d e r B in d u n g d e r a tm o sp h ä risc h e n K o h le n s ä u r e im C h lo r o p ia s te n u n d d e r A n s a m m lu n g v o n Z u c k e r b z w . S t ä r k e u n d C e llu lo se lie g e n . B e t r a c h t u n g e n ü b e r je n e k o m p liz ie r te F o lg e v o n V o r g ä n g e n , d ie s ic h b e i d e r U m fo r m u n g v o n A m m o n ia k b z w . S a lp e te r im V e r e in m it k o h le n s to ffh a ltig e r M a te r ie zu E iw e iß a b sp ielen , b e w e g te n sich v ö llig im R e ic h e d e r S p e k u la tio n . U m in d a s F u n d a m e n ta lg e s c h e h e n E i n s ic h t n eh m en zu k ö n n e n , m u ß te n M e th o d e n g e sc h a ffe n w erd en , d ie es e rm ö g lic h e n , A s s im ila t io n s e rs ch e in u n g e n a u f D u r c h g a n g s p u n k t e n f e s t z u h a lte n . D ie A u fg a b e b e s t a n d d a rin , d ie f lü c h t i g d u r c h e ilte n S ta tio n e n d e r I n t e r m e d iä r g e b ild e zu H a lt e p lä t z e n zu g e sta lte n u n d sie d a d u r c h d e r A n a ly s e z u g ä n g lic h zu m a ch e n . A lle a u f d ie s e Z ie le g e r ic h t e t e n U n te rsu c h u n g e n k ö n n e n e in e B e w e is k r a f t n u r d a n n b ea n sp ru ch en , w e n n sie n ic h t a n le b lo s e n S to ffe n a u s g e fü h r t w erd en u n d n u r p o t e n t ie ll m ö g lic h e R e a k t io n e n d a rtu n , so n d e rn sie m ü s sen a n leb en d en O b je k t e n v o rg en o m m e n se in u n d
w ir k lic h R e a k t io n s fo lg e n im S t o ffa u s t a u s c h d e r O r g a n is m e n fix ie r e n . D a im G ru n d e n u r e in s c h e m a t i s c h - f i k t i v e r U n te r s c h ie d z w is c h e n W a c h s t u m s u n d E r h a lt u n g s s t o ff u m s a t z o b w a lt e t , in d e m b e id e P r o z e s s e in in n ig s t e n W e c h s e lb e z ie h u n g e n ste h e n , so m ü ss e n p r in z ip ie ll d ie se lb e n M e th o d e n a u f b e id e b e g r iff s m ä ß ig g e s o n d e r te n E r s c h e in u n g s fo r m e n d e s L e b e n s a n w e n d b a r se in . I n fo lg e e in e r g r ö ß e re n W id e r s t a n d s k r a ft a u s g e w a c h s e n e r Z e lle n is t es le ic h te r , ih re n S t o ffw e c h s e l z u u n te r s u c h e n , in d e m A s s im ila t io n u n d D is s im ila tio n a u s g e d r ü c k t sin d . D ie E in b lic k e , d ie w ir in d iese V o r g ä n g e h a b e n tu n k ö n n e n , sin d E r fo lg e b io c h e m is c h e r F o r s c h u n g e n , d ie a u f A n w e n d u n g d e r A bfa n g v erfa h ren (1) a u f g e b a u t sin d . W ie e r fa h r u n g s g e m ä ß d ie E r z e u g u n g d e r p fla n z lic h e n Z e lle u n d d a m it d ie A s s im ila tio n d e r b e s tim m e n d e F a k t o r f ü r d ie E r h a lt u n g d es L e b e n s is t, so is t u m g e k e h r t d ie N u t z u n g d e r g e b ild e te n K o h le n h y d r a t e d ie h a u p t s ä c h lic h s t e Q u e lle a lle r e n e r g e t is c h e n Ä u ß e r u n g e n u n d d e r a n sie g e k n ü p ft e n s y n t h e tis c h e n W a n d lu n g e n in p f la n z lic h e n w ie tie r is c h e n Z e lle n . S o w a r es d ie H a u p t a u fg a b e , V e r f a h r e n z u s c h a ffe n , w e lc h e in den in te r m e d iä r e n A b l a u f d e s K o h le n h y d r a t u m s a t z e s E in s ic h t e r m ö g lic h e n . W ir w isse n h e u te , d a ß d ie V o r g ä n g e d e r A t m u n g u n d G ä r u n g b is zu b e s t im m t e n P h a s e n d e r D iffe r e n z ie r u n g w e s e n s g le ic h sin d . S o k o m m t es, d a ß d ie u n t e r S a u e r s t o ff a u f - n a h m e v e r la u fe n d e n U m w a n d lu n g s p r o z e s s e , d ie u n s im G e s a m ts t o ffw e c h s e l tie r is c h e r Z e lle n a ls d ie v o r h e r r s c h e n d e n e n t g e g e n t r e t e n , u n d d ie S t o f f u m s e tz u n g e n , d ie b e i h ö h e re n P fla n z e n u n d M ik r o o r g a n is m e n o f t a ls v o r w ie g e n d a n a e r o b e P r o z e s se g e k e n n z e ic h n e t sin d , g e m e in sa m e E le m e n te e n t h a lt e n . M ilc h s ä u r e b ild u n g a ls v it a le L e is t u n g a lle r t ie r is c h e n Z e lle n , M ilc h s ä u re b ild u n g a ls m a n ife s t e L e b e n s ä u ß e r u n g z a h lr e ic h e r M ik ro b e n , la te n t e s M ilc h s ä u r e b ild u n g s v e r m ö g e n p r a k tis c h a lle r d a r a u f u n t e r s u c h t e n p fla n z lic h e n Z e lle n e n t h ü lle n d ie s e g r u n d s ä t z lic h e n Z u s a m m e n h ä n g e . D ie d e r M ilc h -
