1
00:00:00,080 --> 00:00:03,920
Willkommen zu einer neuen Folge 
von Wissensreise durch das 

2
00:00:03,920 --> 00:00:08,320
Periodensystem der Elemente, 
deinem Podcast zum Entspannen, 

3
00:00:08,320 --> 00:00:12,640
Loslassen und lernen. 
Wenn dir der Podcast gefällt, 

4
00:00:12,640 --> 00:00:15,680
bewerte ihn bitte, das hilft 
uns, weitere Folgen zu 

5
00:00:15,680 --> 00:00:19,040
produzieren. 
Kennst du schon unsere anderen 

6
00:00:19,040 --> 00:00:23,600
Podcastreihen wie Wissensreise 
durch die Uhrzeit oder 

7
00:00:23,760 --> 00:00:26,320
Wissensreise durch die Länder 
der Erde? 

8
00:00:27,200 --> 00:00:31,440
Heute widmen wir uns einem 
Element, das so weich ist, dass 

9
00:00:31,440 --> 00:00:34,320
man es mit einem Messer 
schneiden kann, das bei 

10
00:00:34,320 --> 00:00:38,080
Zimmertemperatur fast schon 
schmilzt und das seit 

11
00:00:38,080 --> 00:00:41,360
Jahrzehnten darüber entscheidet,
wie lange eine Sekunde 

12
00:00:41,360 --> 00:00:45,840
tatsächlich dauert. 
Lehn dich zurück, schließ die 

13
00:00:45,840 --> 00:00:50,080
Augen und lass dich mitnehmen in
die Welt von Cäsium, dem 

14
00:00:50,080 --> 00:00:54,600
Atomuhrelement das. 
Cäsium trägt im Periodensystem 

15
00:00:54,600 --> 00:00:58,800
das Symbol CS und die 
Ordnungszahl 55. 

16
00:00:59,240 --> 00:01:02,720
Es gehört zur Gruppe der 
Alkalimetalle, gemeinsam mit 

17
00:01:02,720 --> 00:01:07,520
Lithium, Natrium, Kalium, 
Robidium und dem radioaktiven 

18
00:01:07,520 --> 00:01:12,640
Frantium Alkalimetalle besitzen 
alle nur ein einziges Elektron 

19
00:01:12,640 --> 00:01:16,560
in ihrer äußersten Schale, das 
sie besonders leicht abgeben, 

20
00:01:16,640 --> 00:01:20,000
weshalb sie zu den chemisch 
reaktionsfreudigsten Metallen 

21
00:01:20,000 --> 00:01:23,840
überhaupt zählen. 
Innerhalb dieser Gruppe nimmt 

22
00:01:23,840 --> 00:01:28,160
die Reaktionsfreudigkeit von 
oben nach unten zu und Cäsium 

23
00:01:28,160 --> 00:01:32,480
markiert, abgesehen vom seltenen
und radioaktiven Frantium, das 

24
00:01:32,480 --> 00:01:35,360
Ende dieser Reihe. 
Es gilt als das 

25
00:01:35,360 --> 00:01:40,880
Reaktionsfreudigste und zugleich
Elektropositivste aller stabilen

26
00:01:40,880 --> 00:01:46,000
chemischen Elemente. 
Entdeckt wurde Cäsium im Jahr 

27
00:01:46,000 --> 00:01:50,320
1860 von den deutschen 
Wissenschaftlern Robert Bunsen 

28
00:01:50,320 --> 00:01:54,480
und Gustav Kirchhoff an der 
Universität Heidelberg. 

29
00:01:55,280 --> 00:01:58,440
Die beiden Forscher hatten kurz 
zuvor gemeinsam die 

30
00:01:58,440 --> 00:02:02,640
Spektralanalyse entwickelt, ein 
bahnbrechendes Verfahren, bei 

31
00:02:02,640 --> 00:02:06,080
dem Substanzen in einer Flamme 
erhitzt und das dabei 

32
00:02:06,080 --> 00:02:09,680
entstehende Licht anschließend 
durch ein Prisma in seine 

33
00:02:09,680 --> 00:02:12,640
charakteristischen 
Spektrallinien zerlegt wird. 

34
00:02:13,840 --> 00:02:18,160
Jedes chemische Element erzeugt 
dabei ein einzigartiges 

35
00:02:18,160 --> 00:02:22,000
Linienmuster, vergleichbar mit 
einem optischen Fingerabdruck. 

36
00:02:22,400 --> 00:02:26,160
Als Bunsen und Kirchhoff Proben 
von Mineralwasser aus dem 

37
00:02:26,160 --> 00:02:29,920
württembergischen Bad Dürkheim 
untersuchten, entdeckten sie im 

38
00:02:29,920 --> 00:02:34,840
blauen Bereich des Spektrums 2 
bis dahin unbekannte Linien, sie

39
00:02:34,840 --> 00:02:38,960
benannten das neue Element nach 
dem lateinischen Wort caesius. 

40
00:02:39,440 --> 00:02:43,280
Was so viel wie Himmelblau 
bedeutet, in Anlehnung an die 

41
00:02:43,280 --> 00:02:46,560
charakteristische Farbe dieser 
Spektrallinien. 

42
00:02:47,440 --> 00:02:51,280
Caesium war damit das allererste
Element, das durch 

43
00:02:51,280 --> 00:02:55,360
spektroskopische Analyse 
entdeckt wurde, ein Meilenstein,

44
00:02:55,600 --> 00:02:58,240
der die Tür zu einer ganzen 
Welle weiterer 

45
00:02:58,240 --> 00:03:02,800
Elementenentdeckungen mittels 
Spektroskopie Aufstieß, darunter

46
00:03:02,800 --> 00:03:07,680
wenig später auch Rubidium. 
Dessen Name sich von der Farbe 

47
00:03:07,680 --> 00:03:12,960
Rubinrot ableitet. 
Chemisch und physikalisch ist 

48
00:03:12,960 --> 00:03:18,320
Cäsium ein Element der Extreme, 
es ist bei Zimmertemperatur ein 

49
00:03:18,320 --> 00:03:22,160
weiches, silbrig goldenes Metall
mit einem für Metalle 

50
00:03:22,160 --> 00:03:27,040
ungewöhnlich niedrigen 
Schmelzpunkt von nur 28,5 Grad 

51
00:03:27,040 --> 00:03:32,160
Celsius, ein Wert, der nur knapp
über der üblichen Raumtemperatur

52
00:03:32,160 --> 00:03:35,200
liegt. 
Von allen Metallen besitzt nur 

53
00:03:35,200 --> 00:03:38,720
das noch seltenere und 
radioaktive Frantium einen 

54
00:03:38,720 --> 00:03:42,720
ähnlich niedrigen Schmelzpunkt, 
während gebräuchliche Metalle 

55
00:03:42,720 --> 00:03:48,240
wie Eisen oder Kupfer erst bei 
mehreren 100 bis über 1000 Grad 

56
00:03:48,240 --> 00:03:52,960
Celsius schmelzen. 
An einem warmen Sommertag könnte

57
00:03:52,960 --> 00:03:56,400
ein Klumpen Cäsium also 
buchstäblich in der Hand 

58
00:03:56,400 --> 00:03:59,760
schmelzen, würde man ihn nicht 
durch die extreme 

59
00:03:59,760 --> 00:04:03,120
Reaktionsfreudigkeit des Metalls
daran gehindert, die. 

60
00:04:03,760 --> 00:04:08,200
Cäsium reagiert nämlich bereits 
bei Kontakt mit Luftfeuchtigkeit

61
00:04:08,200 --> 00:04:13,040
heftig und mit Wasser reagiert 
es explosionsartig. 

62
00:04:13,920 --> 00:04:18,320
Die bei der Reaktion frei 
werdende Wärme entzündet den 

63
00:04:18,320 --> 00:04:22,720
dabei entstehenden Wasserstoff 
nahezu augenblicklich, sodass es

64
00:04:22,720 --> 00:04:26,320
zu einer heftigen Stichflamme 
oder gar zu einer kleinen 

65
00:04:26,320 --> 00:04:30,720
Explosion kommen kann. 
Aus diesem Grund muss Caesium 

66
00:04:30,720 --> 00:04:34,960
unter Schutzgas oder in Ampullen
unter Vakuum gelagert werden. 

67
00:04:35,040 --> 00:04:39,360
Eine Vorsichtsmaßnahme, die für 
praktisch alle Alkalimetalle 

68
00:04:39,360 --> 00:04:43,280
gilt, bei Caesium aufgrund 
seiner besonderen Heftigkeit 

69
00:04:43,440 --> 00:04:45,600
jedoch von entscheidender 
Bedeutung ist. 

70
00:04:46,320 --> 00:04:50,400
In der Natur kommt Caesium 
niemals in reiner metallischer 

71
00:04:50,400 --> 00:04:54,400
Form vor, sondern ausschließlich
gebunden in Mineralien und 

72
00:04:54,400 --> 00:04:57,600
salzen. 
Das wichtigste Cäsium Mineral 

73
00:04:57,600 --> 00:05:02,080
ist Polyzid, ein Cäsium 
Aluminium Silikat, das an nur 

74
00:05:02,080 --> 00:05:05,840
wenigen Orten der Welt in 
wirtschaftlich abbaubaren Mengen

75
00:05:05,840 --> 00:05:09,120
vorkommt. 
Die bedeutendste bekannte 

76
00:05:09,120 --> 00:05:12,920
Lagerstätte befindet sich in 
Bernick Lake in der kanadischen 

77
00:05:12,920 --> 00:05:16,560
Provinz Manitoba, wo ein 
einziges Vorkommen einen 

78
00:05:16,560 --> 00:05:20,440
erheblichen Teil des weltweiten 
Bedarfs deckt, um aus dem 

79
00:05:20,440 --> 00:05:23,040
Mineral reines Cäsium zu 
gewinnen. 

80
00:05:23,360 --> 00:05:27,040
Muss das Policit zunächst 
chemisch aufgeschlossen und das 

81
00:05:27,040 --> 00:05:30,960
enthaltene Caesium in Form 
löslicher Salze extrahiert 

82
00:05:30,960 --> 00:05:34,400
werden, bevor es durch 
Elektrolyse oder thermische 

83
00:05:34,400 --> 00:05:38,000
Reduktion in seine metallische 
Form überführt werden kann? 

84
00:05:38,240 --> 00:05:43,280
Ein aufwendiger, mehrstufiger 
Prozess der Caesium zu einem 

85
00:05:43,280 --> 00:05:46,800
vergleichsweise seltenen und 
teuren Metall macht. 

86
00:05:47,680 --> 00:05:51,280
Der wohl bedeutendste und für 
unseren Alltag folgenreichste 

87
00:05:51,280 --> 00:05:54,640
Einsatzbereich von Caesium liegt
jedoch nicht in seiner 

88
00:05:54,640 --> 00:05:57,920
metallischen Form, sondern in 
der Zeitmessung. 

89
00:05:58,560 --> 00:06:03,520
Seit dem Jahr 1967 ist die 
physikalische Einheit der 

90
00:06:03,520 --> 00:06:08,320
Sekunde offiziell über eine 
Eigenschaft des Caesium 133 

91
00:06:08,320 --> 00:06:13,440
Atoms definiert, konkret. 
Entspricht eine Sekunde exakt 

92
00:06:13,440 --> 00:06:22,640
der Zeit, die für 9 Milliarden 
192631770 Schwingungen der 

93
00:06:22,640 --> 00:06:26,480
Strahlung benötigt wird, die 
beim Übergang zwischen 2 ganz 

94
00:06:26,480 --> 00:06:31,440
bestimmten Energiezuständen der 
äußeren Elektronenhülle eines 

95
00:06:31,440 --> 00:06:36,640
Cäsium 133 Atoms freigesetzt 
wird, dem sogenannten 

96
00:06:36,640 --> 00:06:39,440
Hyperfeinübergang des 
Grundzustands. 

97
00:06:40,400 --> 00:06:44,880
Diese Definition löste die zuvor
gebräuchliche astronomische 

98
00:06:44,880 --> 00:06:48,880
Definition der Sekunde ab, die 
sich an der Erdrotation 

99
00:06:48,880 --> 00:06:53,120
orientierte und aufgrund 
geringfügiger, aber messbarer 

100
00:06:53,120 --> 00:06:56,080
Schwankungen der 
Erdrotationsgeschwindigkeit 

101
00:06:56,080 --> 00:06:59,760
nicht präzise genug war, um den 
wachsenden Ansprüchen der 

102
00:06:59,760 --> 00:07:03,280
modernen Wissenschaft und 
Technik gerecht zu werden. 

103
00:07:04,160 --> 00:07:08,960
Das Funktionsprinzip einer 
Cäsiumatomuhr beruht auf genau 

104
00:07:08,960 --> 00:07:14,640
dieser fundamentalen Eigenschaft
in modernen sogenannten Cäsium 

105
00:07:14,640 --> 00:07:17,760
Fontänen. 
Uhren werden Cäsiumatome 

106
00:07:17,760 --> 00:07:21,240
zunächst mit Hilfe von 
Laserstrahlen auf Temperaturen 

107
00:07:21,240 --> 00:07:24,400
nahe dem absoluten Nullpunkt 
heruntergekühlt. 

108
00:07:24,720 --> 00:07:28,320
Ein Verfahren, das als 
Laserkühlung bezeichnet wird und

109
00:07:28,320 --> 00:07:34,880
Atomphysiker innen erst in den 
1980er und 1990er Jahren zur 

110
00:07:34,880 --> 00:07:39,920
vollen Praxisreife entwickelten.
Die derart abgekühlten Atome 

111
00:07:40,160 --> 00:07:43,840
werden anschließend wie bei 
einem Springbrunnen sanft nach 

112
00:07:43,840 --> 00:07:47,600
oben geschossen, durchqueren 
dabei ein Mikrowellenfeld, 

113
00:07:47,760 --> 00:07:51,160
fallen unter dem Einfluss der 
Schwerkraft wieder zurück und 

114
00:07:51,160 --> 00:07:53,840
durchqueren dasselbe Feld ein 
zweites Mal. 

115
00:07:54,640 --> 00:07:58,240
Wird die Frequenz des 
Mikrowellenfelds exakt auf die 

116
00:07:58,240 --> 00:08:00,640
charakteristische 
Übergangsfrequenz der 

117
00:08:00,640 --> 00:08:05,600
Cäsiumatome abgestimmt, lässt 
sich daraus ein extrem stabiles 

118
00:08:05,600 --> 00:08:08,160
und präzises Zeitsignal 
ableiten. 

119
00:08:08,960 --> 00:08:12,960
Moderne Cäsium, Fontänen, Uhren,
wie sie etwa an nationalen 

120
00:08:12,960 --> 00:08:17,000
Metrologieinstituten in den USA,
in Deutschland oder in 

121
00:08:17,000 --> 00:08:20,880
Großbritannien betrieben werden,
erreichen eine Ganggenauigkeit, 

122
00:08:21,040 --> 00:08:24,880
bei der ein Fehler von nur einer
Sekunde erst nach mehreren 

123
00:08:24,880 --> 00:08:27,600
10000000 Jahren zu erwarten 
wäre. 

124
00:08:28,400 --> 00:08:32,480
Diese außergewöhnliche Präzision
ist keineswegs nur von 

125
00:08:32,480 --> 00:08:36,880
akademischem Interesse. 
Cäsium Atomuhren bilden das 

126
00:08:36,880 --> 00:08:40,480
Rückgrat zahlreicher 
Technologien, auf die wir im 

127
00:08:40,480 --> 00:08:44,400
Alltag angewiesen sind, ohne uns
dessen bewusst zu sein. 

128
00:08:45,120 --> 00:08:50,080
Satellitennavigationssysteme wie
das amerikanische GPS, das 

129
00:08:50,080 --> 00:08:54,520
europäische Galileo oder das 
russische Glonas funktionieren 

130
00:08:54,520 --> 00:08:58,240
nur deshalb mit einer 
Positionsgenauigkeit von wenigen

131
00:08:58,240 --> 00:09:01,400
Metern. 
Weil an Bord jedes einzelnen 

132
00:09:01,400 --> 00:09:05,520
Navigationssatelliten 
hochpräzise Atomuhren, häufig 

133
00:09:05,520 --> 00:09:10,160
auf Cäsium oder robidium Basis, 
die Zeit mit äußerster 

134
00:09:10,160 --> 00:09:13,760
Genauigkeit messen. 
Da sich Funksignale mit 

135
00:09:13,760 --> 00:09:17,200
Lichtgeschwindigkeit ausbreiten,
führt bereits eine 

136
00:09:17,200 --> 00:09:20,400
Zeitabweichung von einer 
Millionstel Sekunde zu einem 

137
00:09:20,400 --> 00:09:23,600
Positionsfehler von rund 300 
Metern. 

138
00:09:23,920 --> 00:09:27,840
Weshalb die Präzision der 
eingesetzten Atomuhren direkt 

139
00:09:28,000 --> 00:09:31,840
über die Zuverlässigkeit der 
Navigation entscheidet. 

140
00:09:32,720 --> 00:09:36,440
Auch globale Finanzsysteme, bei 
denen Transaktionen im 

141
00:09:36,440 --> 00:09:40,400
Millisekundenbereich zeitlich 
exakt synchronisiert und 

142
00:09:40,400 --> 00:09:44,480
dokumentierten werden müssen. 
Sowie das globale Internet, 

143
00:09:44,560 --> 00:09:48,160
dessen Datenpakete über 
sogenannte Zeitstempelprotokolle

144
00:09:48,160 --> 00:09:52,080
koordiniert werden, sind 
letztlich auf ein weltweites 

145
00:09:52,080 --> 00:09:55,280
Netzwerk von Cäsium Atomuhren 
angewiesen. 

146
00:09:55,360 --> 00:10:00,960
Dass die sogenannte koordinierte
Weltzeit, kurz UTC, definiert. 

147
00:10:01,680 --> 00:10:05,760
Neben seiner Rolle als Zeitgeber
besitzt Cäsium eine weitere 

148
00:10:05,760 --> 00:10:09,120
physikalische Eigenschaft, die 
es für die Technik interessant 

149
00:10:09,120 --> 00:10:12,400
macht. 
Seine außerordentlich geringe 

150
00:10:12,400 --> 00:10:17,520
Ionisierungsenergie von allen 
stabilen Elementen lässt sich 

151
00:10:17,520 --> 00:10:22,000
einem Cäsiumatom am leichtesten 
ein Elektron entreißen. 

152
00:10:22,800 --> 00:10:26,720
Diese Eigenschaft macht Cäsium 
zu einem ausgezeichneten 

153
00:10:26,720 --> 00:10:30,880
Material für sogenannte 
Photokathoden, spezielle 

154
00:10:30,880 --> 00:10:34,240
Beschichtungen, die beim 
Auftreffen von Lichtelektronen 

155
00:10:34,240 --> 00:10:37,040
freisetzen. 
Solche Cäsiumbeschichteten 

156
00:10:37,040 --> 00:10:40,240
Photokathoden kommen in 
Fotomultiplian zum Einsatz, 

157
00:10:40,560 --> 00:10:43,760
hochempfindlichen Detektoren, 
die selbst einzelne 

158
00:10:43,760 --> 00:10:47,440
Lichtteilchen registrieren 
können und unter anderem in der 

159
00:10:47,440 --> 00:10:50,520
medizinischen Bildgebung, etwa 
bei der Positronen, 

160
00:10:50,520 --> 00:10:54,480
Emissionstomographie sowie in 
der Teilchenphysik an großen 

161
00:10:54,480 --> 00:10:58,160
Forschungseinrichtungen wie dem 
CERN verwendet werden. 

162
00:10:58,960 --> 00:11:01,680
Auch in älteren 
Nachtsichtgeräten und in 

163
00:11:01,680 --> 00:11:05,280
bestimmten Bildwandlerröhren 
fanden Cäsiumhaltige 

164
00:11:05,280 --> 00:11:08,720
Fotokathoden lange Zeit breite 
Anwendung. 

165
00:11:09,120 --> 00:11:12,880
In der Erdölindustrie wiederum 
spielt eine Cäsiumverbindung 

166
00:11:12,880 --> 00:11:15,920
eine wichtige, wenn auch weniger
bekannte Rolle. 

167
00:11:16,880 --> 00:11:20,080
Cäsiumformiat wird als 
Bestandteil sogenannter 

168
00:11:20,080 --> 00:11:24,160
Bohrspülungen bei Tiefbohrungen 
eingesetzt, die. 

169
00:11:24,320 --> 00:11:28,000
Diese Flüssigkeit zeichnet sich 
durch eine außergewöhnlich hohe 

170
00:11:28,000 --> 00:11:31,960
Dichte aus, die es erlaubt, den 
enormen Druck in tiefen 

171
00:11:31,960 --> 00:11:36,240
Gesteinsschichten auszugleichen,
ohne dabei so umweltschädlich 

172
00:11:36,240 --> 00:11:40,600
und Korrosiv zu wirken wie 
Ältere, auf Schwermetallsalzen 

173
00:11:40,600 --> 00:11:45,280
basierende Bohrspülungen. 
Cäsiumformiat gilt daher als 

174
00:11:45,280 --> 00:11:48,080
vergleichsweise 
umweltfreundliche Alternative. 

175
00:11:48,400 --> 00:11:51,760
Wird jedoch aufgrund der hohen 
Kosten der Cäsiumgewinnung vor 

176
00:11:51,760 --> 00:11:53,920
allem bei besonders 
anspruchsvollen und 

177
00:11:53,920 --> 00:11:57,600
wirtschaftlich lohnenden 
Tiefbohrprojekten eingesetzt, 

178
00:11:57,920 --> 00:12:04,880
etwa in der Nordsee neben dem 
einzigen stabilen Isotop caesium

179
00:12:04,880 --> 00:12:09,920
133, das in der Natur vorkommt 
und die Grundlage der 

180
00:12:09,920 --> 00:12:13,440
Atomuhrtechnologie bildet. 
Existieren zahlreiche 

181
00:12:13,440 --> 00:12:19,280
radioaktive Cäsium Isotope, von 
denen Cäsium 137, das mit 

182
00:12:19,280 --> 00:12:23,600
Abstand bekannteste und für die 
Öffentlichkeit relevanteste ist?

183
00:12:24,400 --> 00:12:28,880
Cäsium 137 entsteht nicht 
natürlich, sondern 

184
00:12:28,880 --> 00:12:33,200
ausschließlich als Spaltprodukt 
bei der Kernspaltung von Uran 

185
00:12:33,200 --> 00:12:37,360
oder Plutonium, etwa in 
Kernreaktoren oder bei 

186
00:12:37,360 --> 00:12:41,520
Kernwaffentests. 
Es besitzt eine Halbwertszeit 

187
00:12:41,520 --> 00:12:45,600
von rund 30 Jahren und sendet 
beim radioaktiven Zerfall 

188
00:12:45,600 --> 00:12:48,080
energiereiche Gammastrahlung 
aus. 

189
00:12:48,400 --> 00:12:51,840
Eine Eigenschaft, die einerseits
nützliche Anwendungen 

190
00:12:51,840 --> 00:12:56,160
ermöglicht, andererseits aber 
auch erhebliche Gefahren birgt. 

191
00:12:57,200 --> 00:13:02,640
Zu den nützlichen Anwendungen 
zählt der Einsatz von Cäsium 137

192
00:13:02,640 --> 00:13:06,800
als Strahlenquelle in 
industriellen Dickenmessgeräten,

193
00:13:06,960 --> 00:13:10,400
in der Bestrahlung von 
Lebensmitteln zur Haltbarmachung

194
00:13:10,400 --> 00:13:14,880
sowie in eingeschränktem Umfang 
in der Strahlentherapie zur 

195
00:13:14,880 --> 00:13:18,000
Behandlung bestimmter 
Krebserkrankungen, wenngleich. 

196
00:13:18,440 --> 00:13:24,160
Caesium 137 hierfür inzwischen 
zunehmend durch modernere, 

197
00:13:24,400 --> 00:13:27,920
besser kontrollierbare 
Strahlenquellen ersetzt wird. 

198
00:13:28,800 --> 00:13:34,320
Traurige Berühmtheit erlangte 
Caesium 137 jedoch vor allem 

199
00:13:34,320 --> 00:13:39,760
durch schwere nukleare Unfälle 
bei der Reaktorkatastrophe von 

200
00:13:39,760 --> 00:13:47,080
Tschernobyl im Jahr 1986 wurden 
erhebliche Mengen caesium 137 

201
00:13:47,080 --> 00:13:49,680
freigesetzt in. 
Die sich über weite Teile 

202
00:13:49,680 --> 00:13:53,840
Europas verteilten und in 
manchen Regionen bis heute in 

203
00:13:53,840 --> 00:13:58,960
Böden und in bestimmten 
Wildpilzen sowie Wildfleisch in 

204
00:13:58,960 --> 00:14:03,640
messbaren, wenn auch meist 
unbedenklichen Konzentrationen 

205
00:14:03,640 --> 00:14:07,760
nachweisbar sind. 
Auch bei der Reaktorkatastrophe 

206
00:14:07,760 --> 00:14:15,760
von Fukushima im Jahr 2011 
zählte Cäsium 137 neben Cäsium 

207
00:14:15,760 --> 00:14:20,800
134 zu den bedeutendsten 
freigesetzten radioaktiven 

208
00:14:20,800 --> 00:14:25,040
Isotopen und stellt die 
Sanierung der betroffenen Region

209
00:14:25,120 --> 00:14:28,240
bis heute vor erhebliche 
Herausforderungen. 

210
00:14:28,480 --> 00:14:32,000
Da das Element chemisch dem im 
Boden natürlich vorkommenden 

211
00:14:32,000 --> 00:14:36,840
Kalium ähnelt und dadurch leicht
von Pflanzen aufgenommen und in 

212
00:14:36,840 --> 00:14:39,600
der Nahrungskette angereichert 
werden kann. 

213
00:14:40,400 --> 00:14:44,240
Ein weiterer tragischer 
Zwischenfall im Zusammenhang mit

214
00:14:44,240 --> 00:14:51,520
Cäsium 137 ereignete sich im 
Jahr 1987 in der brasilianischen

215
00:14:51,520 --> 00:14:56,240
Stadt Goyania. 
Dort wurde eine verlassene 

216
00:14:56,240 --> 00:14:59,360
medizinische Bestrahlungsquelle 
aus einem stillgelegten 

217
00:14:59,360 --> 00:15:01,920
Krankenhaus von Schrottsammlern 
geborgen und 

218
00:15:01,920 --> 00:15:04,800
auseinandergenommen, ohne dass 
den Beteiligten die 

219
00:15:04,800 --> 00:15:08,560
Gefährlichkeit des enthaltenen 
leuchtend blauschimmernden 

220
00:15:08,560 --> 00:15:11,200
Cäsiumchloridpulvers bewusst 
war. 

221
00:15:12,080 --> 00:15:14,640
Mehrere Menschen kamen in der 
Folge durch die 

222
00:15:14,640 --> 00:15:18,000
Strahlenbelastung ums Leben, 
hunderte weitere wurden 

223
00:15:18,000 --> 00:15:22,160
kontaminiert und die 
Aufräumarbeiten dauerten Monate.

224
00:15:23,040 --> 00:15:26,880
Dieser Unfall gilt bis heute als
eines der schwerwiegendsten 

225
00:15:26,880 --> 00:15:30,320
radiologischen Unglücke 
außerhalb von Kernkraftwerken 

226
00:15:30,320 --> 00:15:34,800
und führte international zu 
deutlich strengeren Vorschriften

227
00:15:34,800 --> 00:15:39,440
für den Umgang mit und die 
Entsorgung von medizinischen und

228
00:15:39,440 --> 00:15:44,320
industriellen Strahlenquellen. 
Interessanterweise wird 

229
00:15:44,320 --> 00:15:48,800
Cäsiumchlorid allerdings in 
seiner nicht radioaktiven, 

230
00:15:48,880 --> 00:15:52,400
stabilen Form. 
Gelegentlich auch im Kontext 

231
00:15:52,400 --> 00:15:55,920
alternativmedizinischer 
Krebstherapien beworben, 

232
00:15:56,160 --> 00:16:00,080
basierend auf der unbelegten 
Annahme, dass ein alkalisches 

233
00:16:00,080 --> 00:16:04,160
Milieu im Körper das Wachstum 
von Tumorzellen hemmen könnte. 

234
00:16:05,040 --> 00:16:08,080
Wissenschaftliche Studien 
konnten diese Wirksamkeit 

235
00:16:08,080 --> 00:16:12,160
bislang nicht bestätigen und 
Fachgesellschaften warnen 

236
00:16:12,160 --> 00:16:16,160
ausdrücklich vor den potenziell 
schwerwiegenden Nebenwirkungen 

237
00:16:16,160 --> 00:16:19,280
einer solchen unkontrollierten 
Cäsiumzufuhr. 

238
00:16:19,760 --> 00:16:23,360
Darunter gefährliche 
Herzrhythmusstörungen, die durch

239
00:16:23,360 --> 00:16:27,240
eine Störung des Kaliumhaushalts
im Körper ausgelöst werden 

240
00:16:27,240 --> 00:16:30,880
können. 
Da Cäsium Ionen chemisch mit 

241
00:16:30,880 --> 00:16:35,360
Kalium Ionen konkurrieren und 
deren physiologische Funktionen 

242
00:16:35,360 --> 00:16:39,680
im Körper stören, können auch in
der Grundlagenforschung der 

243
00:16:39,680 --> 00:16:44,080
Quantenphysik hat Cäsium in den 
vergangenen Jahrzehnten eine 

244
00:16:44,080 --> 00:16:49,520
bedeutende Rolle gespielt. 
Cäsiumatome eignen sich aufgrund

245
00:16:49,520 --> 00:16:53,680
ihrer relativ einfachen 
elektronischen Struktur und 

246
00:16:53,680 --> 00:16:57,280
ihrer vergleichsweise hohen 
Atommasse besonders gut für 

247
00:16:57,280 --> 00:17:01,120
Experimente, zur Laserkühlung 
und zur Erzeugung sogenannter 

248
00:17:01,280 --> 00:17:07,640
Bose Einstein Kondensate extrem 
kalter Materiezustände, in denen

249
00:17:07,640 --> 00:17:12,000
sich eine große Zahl von Atomen 
wie ein einziges kohärentes 

250
00:17:12,000 --> 00:17:17,000
Quantenobjekt verhält. 
Solche Experimente, für die 

251
00:17:17,000 --> 00:17:22,400
unter anderem im Jahr 1997 der 
Physik Nobelpreis an Stephen 

252
00:17:22,400 --> 00:17:26,240
Schuh, Claude Coventanogy und 
William Phillips für die 

253
00:17:26,240 --> 00:17:29,680
Entwicklung von Methoden zur 
Kühlung und zum Einfangen von 

254
00:17:29,680 --> 00:17:33,360
Atomen mittels Laserlicht 
verliehen wurde, bildeten 

255
00:17:33,360 --> 00:17:36,560
zugleich die technologische 
Grundlage für die heutigen 

256
00:17:36,640 --> 00:17:40,400
hochpräzisen 
Cäsiumfontänenuhren. 

257
00:17:41,120 --> 00:17:45,040
Auch historisch war Caesium 
einst ein Kandidat für den 

258
00:17:45,040 --> 00:17:51,520
Antrieb von Raumsonden in den 
1900, 60er und frühen 1900 70er 

259
00:17:51,520 --> 00:17:55,360
Jahren experimentierten sowohl 
amerikanische als auch 

260
00:17:55,360 --> 00:17:57,760
sowjetische 
Raumfahrtingenieurinnen und 

261
00:17:57,760 --> 00:18:02,680
Ingenieure mit sogenannten 
Caesium Ionentriebwerken, die 

262
00:18:02,680 --> 00:18:05,680
nach einem ganz ähnlichen 
physikalischen Prinzip 

263
00:18:05,680 --> 00:18:09,200
arbeiteten wie die heute 
gebräuchlichen Xenon 

264
00:18:09,360 --> 00:18:12,480
Ionentriebwerke. 
Aufgrund der starken 

265
00:18:12,480 --> 00:18:16,560
Korrosivität von Cäsiumdampf, 
der empfindliche Bauteile der 

266
00:18:16,560 --> 00:18:20,480
Triebwerke im Dauerbetrieb 
Angriff, sowie aufgrund 

267
00:18:20,480 --> 00:18:24,880
praktischer Handhabungsprobleme 
setzte sich in der Folge jedoch 

268
00:18:24,880 --> 00:18:28,720
das deutlich reaktionsträgere 
Xenon als bevorzugtes 

269
00:18:28,720 --> 00:18:34,080
Antriebsgas durch, sodass Cäsium
heute in der Raumfahrt praktisch

270
00:18:34,080 --> 00:18:38,000
keine Rolle mehr spielt. 
Bevor wir zur Atomuhr 

271
00:18:38,000 --> 00:18:40,960
zurückkehren, lohnt sich noch 
ein Blick auf die Geschichte der

272
00:18:40,960 --> 00:18:45,680
Zeitmessung selbst und darauf, 
wie es überhaupt dazu kam, dass 

273
00:18:45,680 --> 00:18:49,360
ausgerechnet Cäsium zum 
Fundament unserer modernen 

274
00:18:49,360 --> 00:18:53,920
Zeitdefinition wurde. 
Die erste funktionsfähige Cäsium

275
00:18:53,920 --> 00:18:59,840
Atomuhr wurde bereits im Jahr 
1955 von Louis Ason und Jack 

276
00:18:59,840 --> 00:19:03,880
Perry am National Physical 
Laboratory in Großbritannien 

277
00:19:03,880 --> 00:19:06,960
entwickelt. 
Deutlich bevor die Sekunde 

278
00:19:06,960 --> 00:19:12,480
offiziell über Cäsium definiert 
wurde, um die Genauigkeit dieser

279
00:19:12,480 --> 00:19:16,560
neuartigen Uhr zu überprüfen, 
verglichen die beiden Forscher 

280
00:19:16,560 --> 00:19:20,480
sie über einen Zeitraum mehrerer
Jahre mit astronomischen 

281
00:19:20,480 --> 00:19:23,280
Zeitmessungen, die auf der 
Beobachtung von 

282
00:19:23,280 --> 00:19:27,200
Sternenbewegungen beruhten. 
Die Übereinstimmung war so 

283
00:19:27,200 --> 00:19:30,680
überzeugend, dass sich in den 
folgenden Jahren zunehmend die 

284
00:19:30,680 --> 00:19:35,200
Überzeugung durchsetzte. 
Eine auf Cäsium basierende, 

285
00:19:35,200 --> 00:19:39,320
physikalisch definierte Sekunde 
sei jeder astronomischen 

286
00:19:39,320 --> 00:19:42,800
Definition überlegen, da sie 
weder von der leicht 

287
00:19:42,800 --> 00:19:46,960
schwankenden Erdrotation noch 
von den Unwägbarkeiten 

288
00:19:46,960 --> 00:19:49,600
astronomischer Beobachtung 
abhängig ist. 

289
00:19:50,240 --> 00:19:55,280
Diese Erkenntnis mündete 
schließlich 1967 in die 

290
00:19:55,280 --> 00:19:59,280
international verbindliche 
Neudefinition der Sekunde, die 

291
00:19:59,280 --> 00:20:03,040
bis heute Bestand hat hat. 
Auch nach der umfassenden Reform

292
00:20:03,040 --> 00:20:07,920
des internationalen 
Einheitensystems im Jahr 2019, 

293
00:20:08,400 --> 00:20:12,720
bei der zwar zahlreiche andere 
Basiseinheiten wie das Kilogramm

294
00:20:12,720 --> 00:20:16,720
neu und auf Naturkonstanten 
basierend definiert wurden, die 

295
00:20:16,720 --> 00:20:20,480
Cäsium basierte Definition der 
Sekunde jedoch als bewährter 

296
00:20:20,480 --> 00:20:23,120
Grundpfeiler unverändert 
erhalten blieb. 

297
00:20:24,080 --> 00:20:27,840
Auch in der Frühzeit der 
Elektronik spielte Cäsium eine 

298
00:20:27,840 --> 00:20:32,080
praktische, wenn auch heute 
weitgehend vergessene Rolle. 

299
00:20:32,880 --> 00:20:37,200
In älteren Vakuumröhren wurde 
metallisches Cäsium gelegentlich

300
00:20:37,200 --> 00:20:39,680
als sogenannter Getter 
eingesetzt. 

301
00:20:39,840 --> 00:20:43,840
Eine kleine Menge reaktiven 
Materials, die gezielt in die 

302
00:20:43,840 --> 00:20:47,840
Röhre eingebracht wurde, um nach
dem Verschließen verbliebene 

303
00:20:47,840 --> 00:20:52,720
Restgasmoleküle chemisch zu 
binden und dadurch ein möglichst

304
00:20:52,720 --> 00:20:55,600
vollständiges Vakuum aufrecht zu
erhalten. 

305
00:20:56,160 --> 00:20:59,360
Diese Anwendung nutzte gezielt 
jene extreme 

306
00:20:59,360 --> 00:21:03,360
Reaktionsfreudigkeit von Cäsium,
die im Alltag eher als 

307
00:21:03,360 --> 00:21:05,680
Sicherheitsrisiko wahrgenommen 
wird. 

308
00:21:06,400 --> 00:21:09,920
Nicht zuletzt spielt ein 
weiteres langlebiges 

309
00:21:09,920 --> 00:21:17,280
radioaktives Isotop Cäsium 135, 
in der Diskussion um die sichere

310
00:21:17,280 --> 00:21:21,840
Endlagerung radioaktiven Abfalls
eine gewisse Rolle. 

311
00:21:22,720 --> 00:21:27,680
Mit einer Halbwertszeit von rund
2,3 Millionen Jahren zählt es zu

312
00:21:27,680 --> 00:21:32,160
den sogenannten langlebigen 
Spaltprodukten, die zwar in 

313
00:21:32,160 --> 00:21:34,960
deutlich geringeren aktiven 
Mengen als das kurzlebigere 

314
00:21:34,960 --> 00:21:37,800
Cäsium 137 vorliegen, aufgrund 
ihrer enormen Halbwertszeit 

315
00:21:37,800 --> 00:21:44,640
Java. 
Jedoch über geologische 

316
00:21:44,640 --> 00:21:48,480
Zeiträume hinweg relevant 
bleiben und bei der Konzeption 

317
00:21:48,480 --> 00:21:52,560
von Endlagern für hoch 
radioaktiven Abfall entsprechend

318
00:21:52,560 --> 00:21:57,280
berücksichtigt werden müssen. 
Wenn wir also heute an Cäsium 

319
00:21:57,280 --> 00:22:01,840
denken, sollten wir nicht nur an
ein hochreaktives seltenes 

320
00:22:01,840 --> 00:22:06,000
Metall denken, sondern an ein 
Element, das im Verborgenen 

321
00:22:06,000 --> 00:22:10,160
buchstäblich den Takt unserer 
modernen, vernetzten Welt 

322
00:22:10,160 --> 00:22:14,080
vorgibt. 
Ohne die Präzision der Cäsium 

323
00:22:14,080 --> 00:22:16,960
Atomuhren gäbe es weder eine 
zuverlässige 

324
00:22:16,960 --> 00:22:21,120
Satellitennavigation noch ein 
synchronisiertes globales 

325
00:22:21,120 --> 00:22:25,360
Datennetz und unser gesamtes 
Verständnis der physikalischen 

326
00:22:25,360 --> 00:22:29,360
Zeit beruht auf der beständigen,
unveränderlichen Schwingung 

327
00:22:29,360 --> 00:22:35,440
eines einzigen winzigen Atoms. 
Gerade weil ein Element wie 

328
00:22:35,440 --> 00:22:39,040
Cäsium zeigt, mit welcher 
Präzision sich die Naturgesetze 

329
00:22:39,040 --> 00:22:42,800
unseres Planeten erfassen und 
nutzen lassen, sollten wir daran

330
00:22:42,800 --> 00:22:46,480
erinnert werden, wie kostbar 
sowohl unsere natürliche Umwelt 

331
00:22:46,480 --> 00:22:49,840
als auch die wissenschaftliche 
Freiheit sind, die solche 

332
00:22:49,840 --> 00:22:52,240
Entdeckungen überhaupt erst 
ermöglicht. 

333
00:22:53,280 --> 00:22:57,680
Unseren Planeten und die offenen
demokratischen Gesellschaften, 

334
00:22:57,760 --> 00:23:01,520
die freie Forschung wie diese 
erst ermöglichen, zu schützen, 

335
00:23:01,760 --> 00:23:05,200
bleibt eine der wichtigsten 
Aufgaben unserer Zeit. 

336
00:23:06,160 --> 00:23:09,760
Damit sind wir am Ende unserer 
heutigen Reise durch die Welt 

337
00:23:09,760 --> 00:23:13,920
von Cäsium angekommen. 
Wir hoffen, dir hat der Ausflug 

338
00:23:13,920 --> 00:23:17,120
von der Spektrallinie bis zur 
Atomuhr gefallen. 

339
00:23:17,920 --> 00:23:21,520
Wenn dir diese Folge gefallen 
hat, lass uns gerne eine 

340
00:23:21,520 --> 00:23:24,400
Bewertung da. 
Das hilft uns dabei weiterhin 

341
00:23:24,400 --> 00:23:30,040
spannende Wissensreisen für dich
zu produzieren, bis zur nächsten

342
00:23:30,040 --> 00:23:33,280
Folge. 
Bleib neugierig und wach.