Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gresamtgebiete der laturwissenscliafteri. 



XXII. Jahrg. 



16. Mai 1907. 



Nr. 20. 



Bertram B. Boltwood: Über die letzten Zer- 

 fallsprodukte der radioaktiven Elemente. 

 II. Die Zerfallsprodukte des Urans. 



(American Journal of Science 1907, ser. 4, vol. XXIII, 

 p. 77—88.) 



Das Vorkommen gewisser chemischer Elemente 

 in den radioaktiven Mineralien hatte Herrn Boltwood 

 schon in einer früheren Arbeit auf die Vermutung 

 geführt, daß vielleicht Blei, Wismut und Baryum zu 

 den letzten Zerfallsprodukten der sich stetig um- 

 wandelnden radioaktiven Stoffe gehören könnten. 

 Doch haben spätere Untersuchungen gezeigt, daß so- 

 wohl die Anzahl der möglichen Endprodukte zu redu- 

 zieren ist, als auch Wismut und Baryum auB dieser 

 Reihe ganz ausgeschlossen werden müssen. Als 

 charakteristisch für die Entscheidung, daß ein in 

 einem Mineral nachgewiesenes Element wirklich ein 

 Endprodukt des Zerfalls des Urans ist, sind folgende 

 Momente zu betrachten: In unveränderten primären 

 Mineralien derselben Art und in verschiedenen von 

 derselben Lokalität, also gleichzeitig gebildeten und 

 gleichalterigen Mineralien muß das Verhältnis zwischen 

 der Menge eines jeden Zerfallsproduktes und der Menge 

 der Muttersubstanz ein konstantes sein. Hingegen 

 muß in den unveränderten primären Mineralien ver- 

 schiedener Lokalitäten das Verhältnis eines jeden 

 Zerfallsproduktes zur Muttersubstanz größer sein in 

 den älteren Mineralien und der Reihenfolge der geo- 

 logischen Zeiten der Lokalitäten entsprechen. Ferner 

 muß in sekundären Mineralien, die durch Veränderung 

 der primären entstanden sind, die relative Menge der 

 Zerfallsprodukte geringer sein als in den primären 

 Mineralien derselben Lokalität; vorausgesetzt natür- 

 lich, daß die Zerfallsprodukte nicht als- ursprüngliche 

 chemische Bestandteile des sekundären Minerals auf- 

 gefaßt werden können. 



Daß diese Erfordernisse faktisch für Blei und für 

 Helium erfüllt sind, weist Verf. in der vorliegenden 

 Abhandlung nach, indem er daran erinnert, daß er 

 schon früher das Blei als schließliches Zerfallsprodukt 

 des Urans (Rdsch. 1905, XX, 661) bezeichnet hat, 

 und daß beim Helium dessen gasige Natur berück- 

 sichtigt werden muß, die nur ein teilweises Zurück- 

 halten ermöglicht. Die Mengen Uran und Blei, die 

 in einer beträchtlichen Anzahl von primären Uran- 

 mineralien enthalten sind, hat Verf. aus den vorlie- 

 genden Analysen dieser Mineralien berechnet und für 

 43 das Verhältnis Pb/U in einer Tabelle zusammen- 



gestellt. Sie können in sieben verschiedene Gruppen 

 nach ihren Lokalitäten geteilt werden und zeigen in 

 den einzelnen Gruppen eine ziemlich, oft ganz gute 

 Konstanz dieses Verhältnisses. Diesem Verhalten der 

 primären Uranmineralien gegenüber zeigen drei den- 

 selben Lokalitäten entnommene sekundäre Mineralien 

 einen viel kleineren Wert von Pb/U; das gewöhn- 

 lichste Umwandlungsprodukt des Uraninits, der 

 Gummit, muß außer Betracht bleiben, weil er schein- 

 bar Blei als natürlichen Bestandteil enthält. Die für 

 ein Zerfallsprodukt des Urans nötigen Erfordernisse 

 sind danach vom Blei innerhalb der Grenzen der 

 wahrscheinlichen Versuchsfehler erfüllt. „Auf Grund 

 dieses Beleges scheint die Annahme gerechtfertigt, 

 daß Blei das Endprodukt des Urans ist." 



Über die Mengenverhältnisse des Heliums in Mi- 

 neralien von bekannter Zusammensetzung liegen nur 

 wenig Angaben vor. Gleichwohl konnte Verf. eine 

 Tabelle von 20 Mineralien zusammenstellen, in welchen 

 nach zuverlässigen Analysen die Mengen des ent- 

 haltenen Heliums teils direkt bestimmt, teils indirekt 

 aus dem Stickstoffgehalt berechnet und diese mit dem 

 Gehalt an Blei verglichen sind. Unter der Annahme, 

 daß bei der Umwandlung des Urans in Blei auch 

 stets Helium gebildet werde, da dieses als Zerfalls- 

 produkt des Radiums und Aktiniums von verschiedenen 

 Forschern nachgewiesen ist, daß somit die Umwand- 

 lung des Urans quantitativ nach der Gleichung Uran 

 (238,5) = Blei (206,9) + Helium (31,6) erfolgt, 

 konnte aus der Menge des vorhandenen Bleies die 

 Gesamtmenge des gebildeten Heliums berechnet und 

 diese mit dem in den Analysen vorgefundenen ver- 

 glichen werden. Die auf diese Weise ermittelten 

 Werte stehen in keinem Widerspruch mit dem, was 

 aus den hier entwickelten Vorstellungen zu erwarten 

 war, besonders wenn man die Dichte der Mineralien 

 berücksichtigt (die dichteren Mineralien zeigen einen 

 größeren Prozentsatz an zurückgehaltenem Helium). 

 Eeins von den Mineralien enthält mehr Helium, als 

 auf Grund der Annahme zu erwarten wäre, daß Helium 

 nur aus dem Zerfall des Urans entstanden ist; und 

 im allgemeinen wird mit der größeren Dichte des Mi- 

 nerals eine größere Menge des gesamten gebildeten 

 Heliums zurückbehalten. 



„Wenn die Menge des schließlichen Endproduktes, 

 das mit einer bekannten Menge ihres radioaktiven 

 Vorfahrs vergesellschaftet ist, und die Zerfallsgeschwin- 

 digkeit der Elternsubstanz bekannt sind, wird es 



