Das Periodensystem der Elemente

Ein rosafarbenes Metall aus einem einzigen schwedischen Steinbruch verbindet heute die Kontinente: Erbium steckt in fast jedem Glasfaserkabel der Welt und macht als optischer Verstärker erst möglich, dass Lichtsignale über tausende Kilometer stark genug bleiben. Diese Folge erzählt, wie Carl Gustav Mosander das Element 1843 im Gestein von Ytterby entdeckte, wie eng seine Geschichte mit der Entdeckung von Yttrium, Ytterbium und Terbium verwoben ist, und warum seine besonders geschützten 4f-Elektronen es zum idealen Verstärkermedium machen. Wir schauen, wie der 1987 in Southampton und bei den Bell Laboratories erfundene erbiumdotierte Faserverstärker gemeinsam mit dem Wellenlängenmultiplex den explosionsartigen Ausbau des globalen Internets erst ermöglichte, und wie Unterseekabel heute alle paar Dutzend Kilometer auf genau dieses Element setzen. Es geht außerdem um Erbium in der Zahn- und Hautmedizin, in Steuerstäben von Kernreaktoren, in rosa gefärbtem Glas, in der Tieftemperaturphysik sowie um die geopolitischen Verwerfungen rund um den weltweiten Abbau Seltener Erden und die Frage, wie verantwortungsvoll wir mit den Rohstoffen unserer vernetzten Welt umgehen.QuellenChemicool. (2026). Erbium element facts / chemistry. https://www.chemicool.com/elements/erbium.htmlInstitut für Seltene Erden und Metalle. (2026). Erbium: Preise, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. https://institut-seltene-erden.de/seltene-erden-und-metalle/seltene-erden/erbium/Wikipedia. (2026). Erbium. In Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. https://de.wikipedia.org/wiki/ErbiumWikipedia. (2026). Optischer Verstärker. In Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. https://de.wikipedia.org/wiki/Optischer_Verst%C3%A4rkerUnterstütze den Podcast: Wenn dir diese Folge gefallen hat und du die Produktion unterstützen möchtest, freue ich mich über einen Kaffee auf Ko-fi. Jede Unterstützung hilft, neue Folgen zu produzieren.
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Kein natürlich vorkommendes Element besitzt ein größeres magnetisches Moment pro Atom als Holmium, benannt nach dem lateinischen Namen Stockholms und 1878 fast zeitgleich in Genf und Uppsala entdeckt. Diese Folge erzählt, wie ein fast unbekanntes Metall zum Schlüsselmaterial in Hochfeldmagneten für die Materialforschung wurde, wie sich einzelne Holmiumatome als stabile Ein-Atom-Magnete für die Grundlagenforschung eignen und warum der Holmium-Laser heute in Operationssälen bei Nierensteinen und Prostataeingriffen zum Einsatz kommt. Wir schauen auf seine besondere Isotopenreinheit, die es zum weltweiten Kalibrierstandard für Spektrophotometer macht, auf seinen faszinierenden Farbwechsel-Effekt in Schmucksteinen, auf seine kosmische Herkunft aus der Verschmelzung von Neutronensternen und auf die geologischen und wirtschaftlichen Besonderheiten eines Elements, das fast nur als Nebenprodukt der Dysprosium- und Yttriumgewinnung anfällt und dessen Verfügbarkeit eng an die Nachfrage nach diesen bedeutsameren Rohstoffen gekoppelt ist. Eine Folge über ein leises Element mit erstaunlicher Wirkung, weit über den Laborrand hinaus.QuellenChemicool. (o. D.). Holmium element facts. https://www.chemicool.com/elements/holmium.htmlEmsley, J. (2011). Nature's building blocks: An A-Z guide to the elements (2. Aufl.). Oxford University Press.Institut für Seltene Erden und Metalle. (o. D.). Holmium, Ho, atomic number 67. https://en.institut-seltene-erden.de/724-2/Natterer, F. D., Yang, K., Paul, W., Willke, P., Choi, T., Greber, T., Heinrich, A. J., & Lutz, C. P. (2017). Reading and writing single-atom magnets. Nature, 543(7644), 226–228. https://doi.org/10.1038/nature21371Radio New Zealand. (o. D.). Holmium – obscure, but an important surgical laser. https://www.rnz.co.nz/news/science-and-technology/547078/holmium-obscure-but-an-important-surgical-laserCompound Interest. (2019). IYPT 2019 elements 067: Holmium – magnets and laser surgery. https://www.compoundchem.com/2019/09/13/iypt067-holmium/
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Sein Name bedeutet auf Griechisch "schwer zu erreichen", und tatsächlich brauchte es nach der ersten spektroskopischen Spur im Jahr 1886 noch Jahrzehnte, bis Dysprosium in reiner Form vorlag. Diese Folge erzählt die Geschichte eines Elements, das im Alltag unsichtbar bleibt und dennoch tief in unserer technologischen Gegenwart verankert ist: als Zusatz in Hochleistungsmagneten für Elektromotoren und Windturbinen, als Bestandteil magnetostriktiver Legierungen, als Neutronenabsorber in Kernreaktoren und als Baustein von Lasern und Speziallampen. Wir gehen der kosmischen Herkunft von Dysprosium nach, die bis zur Verschmelzung ferner Neutronensterne zurückreicht, und wir schauen genauer hin, wo und wie dieses Metall heute tatsächlich gefördert wird. Der Abbau konzentriert sich zu einem überwältigenden Anteil auf Südchina, wo Ionenadsorptionstone die Gewinnung ermöglichen, jedoch mit spürbaren Folgen für Böden und Gewässer. Die Folge beleuchtet außerdem, welche Rolle Recycling, verbesserte Magnetdesigns und internationale Lieferkettenpolitik dabei spielen könnten, ein Element, das für die Energiewende unverzichtbar erscheint, auch verantwortungsvoller zu gewinnen.QuellenChemicool. (o. D.). Dysprosium element facts. https://www.chemicool.com/elements/dysprosium.htmlEmsley, J. (2011). Nature's building blocks: An A-Z guide to the elements (2. Aufl.). Oxford University Press.Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI. (2016). Dynamische Materialflussanalyse von Neodym und Dysprosium [Working Paper]. https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/ccn/2016/KSE-Dynamische-Materialfluss-Analyse.pdfGreenpeace Deutschland. (o. D.). Seltene Erden: Abbau gefährdet den Planeten. https://www.greenpeace.de/engagieren/nachhaltiger-leben/seltene-erden-abbau-gefaehrdet-den-planetenUmweltbundesamt. (o. D.). Factsheet Magnetmaterialien [PDF]. https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/3521/dokumente/factsheet-magnetmaterialien_fi_barrierefrei.pdfUtopia.de. (o. D.). Dysprosium: Vorkommen, Abbau und Verwendung der Seltenen Erde. https://utopia.de/ratgeber/dysprosium-vorkommen-abbau-und-verwendung-der-seltenen-erde_329005/
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Es steckt in fast jedem Display, das wir täglich in der Hand halten, und kaum jemand kennt seinen Namen: Terbium. In dieser Folge reisen wir zum Element Nummer 65 des Periodensystems, einem Lanthanoid, das 1843 vom schwedischen Chemiker Carl Gustaf Mosander im Gestein des Dorfes Ytterby entdeckt wurde und dessen Name jahrzehntelang mit seinem Verwandten Erbium verwechselt wurde. Wir klären, warum das dreifach geladene Terbium-Ion so intensiv zitronengrün fluoresziert und wie genau dieser Effekt Smartphonebildschirme, Energiesparlampen und sogar Banknoten zum Leuchten bringt. Es geht um die außergewöhnliche Magnetostriktion der Legierung Terfenol-D, die in Marinesonaren und Präzisionssensoren steckt, um Terbium als Baustein für Glasfaserkommunikation und Festkörperlaser sowie um vielversprechende medizinische Isotope in der Krebstherapie. Und wir fragen, welchen ökologischen Preis der Abbau dieses unscheinbaren Elements in Regionen wie Südchina hat, welche Rolle Recycling spielen kann und warum eine verantwortungsvolle Rohstoffpolitik auch eine Frage demokratischer Selbstbestimmung ist. Eine Folge über ein Element, das buchstäblich in Sternenexplosionen und Neutronensternverschmelzungen entstand, lange bevor es aus schwedischen Steinbrüchen und südchinesischen Tongruben geholt wurde, und das heute leise, aber unübersehbar in unseren Hosentaschen leuchtet.QuellenEmsley, J. (2011). Nature's building blocks: An A-Z guide to the elements (2nd ed.). Oxford University Press.Greenpeace Deutschland. (o. D.). Seltene Erden: Abbau gefährdet den Planeten. Abgerufen am 18. August 2026, von https://www.greenpeace.de/engagieren/nachhaltiger-leben/seltene-erden-abbau-gefaehrdet-den-planetenJackson, S. E., & Court, R. W. (2018). Terbium and other rare earth radioisotopes for targeted radionuclide therapy. Journal of Nuclear Medicine, 59(12), 1–7.Krebs, R. E. (2006). The history and use of our earth's chemical elements: A reference guide (2nd ed.). Greenwood Press.Stanford Advanced Materials. (o. D.). Terbium: Element properties and uses. Abgerufen am 18. August 2026, von https://www.samaterials.de/blog/terbium-element-properties-and-uses.htmlUnited States Geological Survey. (2024). Mineral commodity summaries 2024: Rare earths. U.S. Department of the Interior.Wikipedia-Autorinnen. (2026). Terbium. In Wikipedia. Abgerufen am 18. August 2026, von https://en.wikipedia.org/wiki/TerbiumWikipedia-Autorinnen. (2026). Terfenol-D. In Wikipedia. Abgerufen am 18. August 2026, von https://en.wikipedia.org/wiki/Terfenol-D
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Es liegt im Verborgenen und lässt doch unser Inneres leuchten: In dieser Folge widmen wir uns dem Element mit der Ordnungszahl 64, benannt nach dem finnischen Chemiker Johan Gadolin und dem kleinen schwedischen Ort Ytterby, der Wiege gleich mehrerer Seltener Erden. Wir schauen ins Atom und verstehen, warum die genau halb gefüllte f-Schale mit ihren sieben ungepaarten Elektronen Gadolinium zu einem der magnetischsten Elemente überhaupt macht. Von dort ist es nur ein kleiner Schritt zum Herzstück: Wie funktioniert eigentlich eine Magnetresonanztomographie, und warum lassen Gadolinium-Kontrastmittel bestimmte Gewebe hell aufstrahlen? Wir sprechen über den schützenden Chelatbildner, über Sicherheit und verantwortungsvolle Anwendung, über das neutronenhungrige Wesen des Elements in Kernreaktoren und über den magnetokalorischen Effekt als leisen Traum einer umweltfreundlichen Kühlung. Eine ruhige Reise zu einem stillen Helfer der Heilkunde.QuellenEmsley, J. (2011). Nature's building blocks: An A–Z guide to the elements (2. Aufl.). Oxford University Press.Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the elements (2. Aufl.). Butterworth-Heinemann.Weinmann, H. J., Brasch, R. C., Press, W. R., & Wesbey, G. E. (1984). Characteristics of gadolinium-DTPA complex: A potential NMR contrast agent. American Journal of Roentgenology, 142(3), 619–624.Rogosnitzky, M., & Branch, S. (2016). Gadolinium-based contrast agent toxicity: A review of known and proposed mechanisms. BioMetals, 29(3), 365–376.Weitere Schlafreise Reihen:
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