Prof. Dr. Christoph E. Düllmann

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH
SHE - Kernchemie
Planckstr. 1
D-64291 Darmstadt

Raum:     SE 2.174
Telefon:  +49 6159-71 2462
Telefax:   +49 6159-71 3463
e-mail:    C.E.Duellmann@gsi.de
 

Institut für Kernchemie
Universität Mainz
Fritz-Strassmann Weg 2
D-55128 Mainz

Raum:    01 133
Telefon: +49 6131- 39 25852
Telefax: +49 6131- 39 25253
e-mail:    duellman@uni-mainz.de

PROFESSIONAL EXPERIENCE

02/2010
Full professor for nuclear chemistry, jointly appointed by the Johannes Gutenberg-University Mainz, Germany and the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt, Germany. Head of the research section "Superheavy Element Chemistry", Helmholtz Institute Mainz, Germany.

01/2006-02/2010
Staff scientist in the Nuclear Chemistry Group, Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH in Darmstadt, Germany.

07/2005-12/2005
Staff scientist in the Heavy Element Group, Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, CA, USA.

09/2002-06/2005
Physicist Post Doctoral Fellow with Prof. Dr. H. Nitsche in the Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, CA, USA, and the Department of Chemistry at the University of California in Berkeley, CA, USA.

11/1998-07/2002
Teaching Assistant at the Department for Chemistry and Biochemistry, University of Berne, Switzerland. Education of chemistry students in basic radio- and nuclear chemistry lab courses.

EDUCATION

2002
Doctoral thesis "Chemical Investigation of Hassium (Hs, Z=108)", University of Berne, Switzerland; 24. June 2002.

1998-2002     
PhD Student in Chemistry with Prof. Dr. H.W. Gäggeler at the University of Berne, Switzerland, and at the Paul Scherrer Institute, Villigen, Switzerland.

1998
Diploma thesis "Thermochromatographische Untersuchung von radioaktivem Ruthenium (¹⁰⁶Ru) mit Sauerstoff als Trägergas" (in German), University of Berne, Switzerland; 2. April 1998.

1997-1998
Diploma student in chemistry with Prof. Dr. H.W. Gäggeler at the University of Berne, Switzerland.

1993-1998
Studies in Chemistry at the University of Berne, Switzerland.

1993               
Maturity Type C (Mathematics und Natural Sciences).

1988-1993
Städtisches Gymnasium Bern-Neufeld, Berne, Switzerland.

AWARDS, HONORS

• Listed in "Who's Who in Science & Engineering", 9^th Ed., 2006-2007.

• Young Researcher Participant at the 2006 Lindau Meeting of Nobel Laureates.

• 3^rd price for the best poster contribution. 6^th International Conference on Nuclear and Radiochemistry, NRC 6, Aug. 29 - Sep. 3, 2004, Aachen, Germany.

• UC Berkeley 2003 Seaborg Travel Award.

• 2002-2003 Grant for prospective researchers, Swiss National Science Foundation.

LANGUAGES

German: Mother tongue
English:  Very good knowledge
French:  Good knowledge
Russian: Basic knowledge

SERVICE TO THE COMMUNITY / PERSONAL INFORMATION

2010
Symposium co-organizer
Symposium on "Advances in Nuclear Chemistry of Transactinides" in the 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, PACIFICHEM 2010, December 15-20, 2010, Honolulu, HI, USA.

2010
Member
International Advisory Committee
2^nd European Radioactive Ion Beam Conference, EURORIB 2010, June 06-11, 2010, Lamoura, France.

2010
Co-organizer
Workshop "Inelastic Reaction Isotope Separator", IRiS 10, held on March 01, 2010 at the GSI in Darmstadt, Germany.

2009-
Member
Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), Germany
Divison of Nuclear Chemistry and Technology, American Chemical Society, U.S.A.

2007-
Co-organizer
Workshop Series "Recoil Separator for Superheavy Element Chemistry", TASCA 07, TASCA 08, and TASCA 09, usually held in the fall at the GSI in Darmstadt, Germany.

2003   
Member of the local organizing committee of the 2nd International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements, Napa, CA, Nov. 16-20, 2003.

2001
Participation in the Summer School "Actinides" of the Institute for Transuranium Elements of the Joint Research Centre Karlsruhe, June 20-23, 2001, Karlsruhe, Germany

1997-2002
Group leader "Nuclear and Chemical Protection" of the local section of the Swiss Civil Protection.

1996
Course "Group Leader Nuclear and Chemical Protection" of the Swiss Civil Protection.

1993-1998
Part time job as health physicist assistant at the Nuclear Power Plant in Mühleberg, Switzerland. Responsible for radiation protection of mechanical staff.

1992
Course "Health physicist assistant" at the Nuclear Power Plant in Mühleberg, Switzerland.

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KURZE BESCHREIBUNG DES ARBEITSGEBIETES

Chemische Untersuchung der schwersten Elemente ist Forschung am Limit

Die chemische Untersuchung schwerster Elemente mit Ordnungszahlen grösser als 103, der Transactinoiden, ist Forschung im Grenzbereich. Die Zahl verfügbarer Atome ist oft weniger als zehn, ihre Lebensdauern betragen maximal ein paar zehn Sekunden. Die hohe Kernladung beschleunigt die inneren Elektronen auf relativistische Geschwindigkeiten, was mit einer Erhöhung ihrer Masse einhergeht. Als Folge dieser Effekte erwartet man, dass die elektronische Struktur der schwersten Elemente signifikant von derjenigen der Homologen abweicht. Theoretische Arbeiten lassen erwarten, dass sich Trends innerhalb der Gruppen des Periodensystems nicht bis zu den Transactinoiden fortsetzen. Es ist deshalb unklar, ob sich auch so schwere Elemente in die bekannte Systematik des Periodensystems einordnen.

Synthese und Isolierung von Verbindungen der schwersten Elemente

Transactinoiden werden in schwerioneninduzierten Fusionsreaktionen produziert, in welchen intensive Ionenstrahlen auf Targetatome, welche auf einer dünnen Folie aufgebracht sind, geschossen werden. Die nuklearen Reaktionsprodukte beinhalten neben den gewünschten schwersten Elemente eine ungleich höhere Zahl störender Nebenprodukte, welche die Identifikation der Transactinoiden stark erschweren. Die heute möglichen Produktionsraten betragen ~3 Atome/min für Rf (Element 104) bis zu ~1 Atom/10 h für Hs (Element 108), weshalb die Trennleistung eines chemischen Systems sehr gross sein muss. Als zusätzliche Schwierigkeit ist das Plasma in der hinter dem Target angebrachten Kammer, in welcher die aus dem Target austretenden Atome thermalisiert werden, zu erwähnen. Dieses macht die Bildung von nicht-thermostabilen Molekülen unmöglich. Mit den bisher verfügbaren Methoden ist es gelungen, einfache anorganische Verbindungen von Elementen bis Hs zu untersuchen. Diese wurden aufgrund des Vergleichs mit den leichteren Homologen zweifelsfrei als Mitglieder ihrer jeweiligen Gruppen klassifiziert.

Neue Methoden für neuartige Verbindungen

Seit wenigen Jahren wird ein neues Verfahren zur Untersuchung dieser Elemente erprobt. Der intensive primäre Ionenstrahl und die Mehrheit der störenden nuklearen Reakti-onsprodukte werden in einem physikalischen Separator abgetrennt und nur die gewünschten Isotope in eine untergrundsfreie Thermalisierungskammer gelenkt. Diese neuartige Methode wurde am LBNL in Berkeley erstmals erfolgreich angewandt. Ich habe in Studien mit b-Di-ketonato-Komplexen von Zr und Hf als Homologe des Rf gezeigt, dass so neuartige Verbindungen der Transactinoiden hergestellt werden können.

An der GSI bin ich im Moment mit dem Aufbau und der Inbetriebnahme eines neuen solchen Vorseparators, des TransActinide Separator and Chemistry Apparatus (TASCA) engagiert. In Experimenten unserer Gruppe und in internationalen Kollaborationen werden wir neuartige chemische Verbindungen der Transactinoiden untersuchen. Diese Arbeiten sollten helfen, neue Elemente in das Periodensystem der Elemente einzuordnen und die Frage, wo der Bruch in der Systematik des Periodensystems so signifikant wird, dass sich die schwersten Mitglieder einer Gruppe völlig anders als die leichteren Mitglieder verhalten zu beantworten.

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