Wissenschaftler bestätigen Kristallstruktur mittels Neutronenstreuung Größter Gold-Einkristall der Welt nachgewiesen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Wissenschaftler bestätigen Kristallstruktur mittels Neutronenstreuung

Größter Gold-Einkristall der Welt nachgewiesen

Das Rekord-Goldnugget von 217,78 Gramm (links) ist tatsächlich ein einzelner Kristall. © Los Alamos National Laboratory

Fast zu groß, um wahr zu sein: Ein in Venezuela gefundener Goldklumpen besteht aus nur einem einzigen Goldkristall. Dies hat eine Überprüfung durch amerikanische Wissenschaftler nun bestätigt. Ob es sich bei dem Klumpen von fast 220 Gramm wirklich um einen einzigen Kristall handelt, ist für seinen Besitzer von mehr als wissenschaftlichem Interesse – das Nugget ist 1,5 Millionen Dollar wert.

Gold kommt in der Natur gediegen vor, also als reines Metall. Dabei bildet es, wie andere Minerale auch, Kristalle aus. Für Sammler und Wissenschaftler ist oft entscheidend, ob ein Goldnugget aus einem einzelnen Kristall besteht, also ob es sich um einen sogenannten Einkristall handelt. Bei besonders großen Goldklumpen gilt es als Bestätigung, dass sie tatsächlich einen natürlichen Ursprung haben, und nicht aus mehreren kleinen Stücken zusammengesetzt sind. Das treibt natürlich ihren Wert in die Höhe.

So auch bei dem Stück Gold, das der Geologe John Rakovan von der Universität Miami im Auftrag eines Privatbesitzers untersuchen sollte: Der Brocken wiegt stolze 217,78 Gramm und wurde bereits vor Jahrzehnten in einem Fluss in Venezuela gefunden. Wenn er aus nur einem Kristall bestünde, dann wäre er damit der größte Gold-Einkristall der Welt. Der geschätzte Wert läge dann bei 1,5 Millionen US-Dollar. So ein Prachtexemplar will man natürlich nicht zerbrechen oder zerschneiden, um seine Kristallstruktur aufzuklären.

Neutronenstrahlen zeigen Kristallstruktur

Glücklicherweise sind Heinz Nakotte und Sven Vogel am Los Alamos National Laboratory spezialisiert auf solche Probleme. Am High-Pressure / Preferred Orientation Instrument (HIPPO) des Forschungsinstituts analysieren sie Kristalle nach dem Prinzip der Neutronenstreuung: Die ungeladenen Neutronen durchdringen Materie leichter, und dringen daher tiefer in Metallproben ein als Röntgen- oder Elektronenstrahlen. Die Wissenschaftler messen, wie die Strahlen im Inneren eines Metallstückes abgelenkt werden und können daraus die Kristallstruktur berechnen. Neutronenstreuung gilt als die beste Methode, Goldkristalle zu überprüfen, ohne sie zu zerstören.

Untersuchung des größten Goldkristalls der Welt© Los Alamos National Lab

„Die Struktur oder die Anordnung der Atome in Goldkristallen dieser Größe ist noch nie zuvor untersucht worden, und wir haben nun die einzigartige Gelegenheit, dass zu tun“, sagt Rakovan. Die Forscher unterzogen nun den Riesen-Nuggett ihren Analysen. Das Ergebnis: Bei dem Goldklumpen handelt es trotz seiner zerknautschten Form tatsächlich um einen Einkristall. Er ist damit der größte der Welt.

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Eine Niete, zwei Treffer

Auf dieselbe Art analysierten die Forscher auch drei weitere Goldnuggets desselben Besitzers. Auch ein besonders interessant geformtes Stück befand sich darunter: Ein Nugget, das in seiner Form an einen Golfball oder einen zwölfseitigen Spielwürfel erinnert, ein sogenannter Trapezoeder. Dieser könnte der größte trapezoedrische Goldkristall der Welt sein – allerdings tauchten bereits 2006 bei einer Auktion Zweifel an seiner Echtheit auf.

Die Neutronenstreuung brachte den Beweis: Dieses Stück Gold ist kein Einkristall. Zwei weitere kleinere Nuggets erwiesen sich dagegen als Einkristalle. „Diese Gold-Einkristalle sind bis jetzt die größten Kristalle, die wir mit HIPPO untersucht haben“, sagt Vogel. Weitere Untersuchungen sollen nun aufklären, wie und unter welchen Bedingungen sich so außergewöhnliche Goldnuggets bilden.

(Los Alamos National Laboratory, 11.04.2014 – AKR)

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