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entdeckt_01_2016

entdeckt 01 .16 TITEL WWW.HZDR.DE organischen Liganden zur Fluoreszenz angeregt. Das Radionu- klid löscht diese Emission aus. „Über die Abnahme der Fluo- reszenz können wir die Konzentration des Nuklids berechnen und die Stabilitätskonstante des Metall-Organik-Komplexes bestimmen“, erläutert Gerhard Geipel. Dabei kommt eine Spezialkamera zum Einsatz. „Die Fluoreszenz klingt sehr schnell ab, das kann bereits nach 10 Nanosekunden vorbei sein“, so der Chemiker. „Wir verwenden deshalb eine Kamera mit extrem kurzer Belichtungszeit. Sie stammt eigentlich aus der Automobilforschung; dort werden Verbrennungsvorgänge im Ottomotor verfolgt.“ Laser plus Akustik Nicht alle Radionuklide sind für die Fluoreszenzspektroskopie geeignet. Neptunium- und Plutonium-Spezies etwa lassen sich nicht zur Emission anregen. Bei diesen Proben greifen die HZDR-Forscher zu einem anderen Verfahren: der laser- induzierten photoakustischen Spektroskopie. Auch hierbei wird ein Laserpuls auf die Probe gelenkt, allerdings fällt die Antwort des Systems anders aus. „Dort, wo der Laserpuls auftrifft, erhöht sich die Temperatur der Probe. Ein winziger Effekt, aber wir können diese örtlich begrenzte Erwärmung messen“, erklärt Geipel. „Denn sie führt zu einer Druckwel- le, die wir mittels eines piezokeramischen Sensors in ein elektrisches Signal umwandeln können.“ Die Probe wird mit Laserpulsen verschiedener Wellenlänge bestrahlt. Spricht sie auf eine bestimmte Wellenlänge an, erhalten die Forscher ein aussagekräftiges Absorptionsspektrum. Das Messverfahren ist besonders empfindlich. So wurden am HZDR kürzlich Sickerwässer von Bergbauhalden untersucht, in denen Nuklid- gehalte von weitaus weniger als 2 ppm (parts per million) nachgewiesen werden konnten. Neben der Laborarbeit hat Gerhard Geipel derzeit noch andere Aufgaben auf dem Tisch: Er organisiert gerade das internationale BioMetals-Symposium, das im Juli 2016 in Dres- den stattfinden wird. Bei der Expertenkonferenz treffen sich alle zwei Jahre die Spezialisten auf dem Gebiet der Wech- selwirkung von Metallen in der Biologie. Dass Dresden nun erstmals Standort für das Symposium sein wird, unterstreicht die Kompetenz der HZDR-Forscher. PUBLIKATIONEN: G. Geipel: “Some aspects of actinide speciation by laser- induced spectroscopy”, in Coordination Chemistry 2006 (DOI: 10.1016/j.ccr.2005.11.007) G. Geipel, K. Viehweger: “Speciation of uranium in com- partments of living cells”, in Biometals 2015 (DOI: 10.1007/ s10534-015-9836-x) Y. Wang, M. Frutschi, E. Suvorova, V. Phrommavanh, M. Descostes, A. A.A. Osman, G. Geipel, R. Bernier-Latmani: “Mobile uranium(IV)-bearing colloids in a mining-impacted wetland”, in Nature Communications 2013 (DOI: 10.1038/ ncomms3942) KONTAKT _Institut für Ressourcenökologie am HZDR Dr. Gerhard Geipel g.geipel@hzdr.de FLÜSSIG: Wellenlänge und Lebensdauer des ausgesendeten Lichts verraten nicht nur, um welches Radionuklid es sich in der flüssigen Probe handelt, sondern auch, welche Spezies genau vorliegt. Foto: Oliver Killig

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