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DREsden Accelerator Mass Spectrometry (DREAMS): Chemie lässt uns besser träumen!

Merchel, S.; Rugel, G.; Scharf, A.; Ziegenrücker, R.; DREAMS-Users; DREAMS-Friends

Die Methode der Wahl zur Bestimmung langlebiger Radionuklide (t1/2=ka-Ma) ist die Beschleunigermassenspektrometrie (accelerator mass spectrometry; AMS). Die AMS als massenspektrometrische Methode detektiert nicht den Zerfall der Nuklide, sondern als beschleunigte Ionen ähnlich anderer klassischer Ionenstrahlmethoden wie RBS/ERD. Allerdings befinden sich die Proben in der Cs-Sputterionenquelle, so dass eine effiziente negative Ionisierung der Probe absolut erforderlich ist.
Ein zweiter Unterschied ist die zwingend notwendige chemische Probenpräparation, da die Originalproben (H2O, Gestein, Meteorite, etc.), die ausreichende Gesamtmengen an Radionuklid enthalten, zu groß (100 mg-10 kg) sind. Oder anders formuliert, die Radionuklidkonzentrationen von sub-ppq sind zu gering, um die Analyse typischer 1 mg-AMS-Targets zu ermöglichen.
Zudem leistet die chemische Aufarbeitung den ersten wichtigen Schritt zur Isobarenunterdrückung und entfernt ggf. Radionnuklidkontaminationen anderen Ursprungs. So kann z.B. die Analyse des kosmogen gebildeten 10Be in Quarz nur erfolgen, nachdem die Proben von der um mehrere Größenordnungen höhere 10Be-Komponente - aus der Produktion in der Erdatmosphäre - befreit worden sind. Die AMS-Messung dauert nur ca. eine Stunde, wohingegen für die Probenaufbereitung Tage bis Wochen notwendig sind und diese somit ein wichtiges Forschungsfeld ist.
AMS-Anwendungen sind verschiedenartig und fast immer multidisziplinär. Die anfänglich bevorzugt untersuchten Proben aus der Kosmochemie, Astrophysik und für Kernreaktionsdaten, werden zunehmend von Proben aus den Bereichen Erde- und Umwelt, Strahlenschutz, Nuklearsicherheit, Nuklearentsorgung, Radioökologie, Phytologie, Ernährungswissenschaften, Toxikologie und Pharmakologie verdrängt. Am HZDR steht die AMS (inkl. dem Zugang zu dedizierten Chemielaboren) für Entwicklungen und die routinemäßige Bestimmung von 10Be, 26Al, 36Cl, 41Ca und 129I auch externen Nutzern kostenfrei zur Verfügung (Proposalsystem: www.hzdr.de/ibc).

Keywords: accelerator mass spectrometry; AMS; radionuclide

  • Poster
    Ionentreffen, 13.-15.02.2017, Göttingen, Deutschland

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-24732
Publ.-Id: 24732