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Prof. Dr. Anton Wallner

Lei­ter Beschleuniger-Massen­spek­tro­metrie und Isotopen­for­schung
Abtei­lungs­leiter
anton.wallnerAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3274

Eye catcher

Beschleuniger-Massenspektrometrie und Isotopenforschung (FWIR)

Seit Herbst 2011 hat das Ionenstrahlzentrum des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf sein Portfolio um eine weitere hochsensitive analytische Methode, die Beschleunigermassenspektrometrie, erweitert. Die im wissenschaftlichen Sprachgebrauch als accelerator mass spectrometry (AMS) bezeichnete Analysetechnik ermöglicht die Bestimmung langlebiger Radionuklide.

Entgegen der allgemein üblichen Zerfallszählung, warten die ungeduldigen Forscher dabei nicht darauf, dass ein radioaktiver Kern zerfällt und das Zerfallsereignis so detektiert werden kann. Vielmehr werden die noch nicht zerfallenen Radionuklide wesentlich effizienter massenspektrometrisch bestimmt.

Die AMS besitzt allerdings gegenüber der konventionellen Massenspektrometrie den Vorteil, dass sie Störsignale, hervorgerufen von Molekülionen oder Ionen ähnlicher Masse, insbesondere Isobare, effektiver unterdrücken kann. Die AMS liefert somit weitaus niedrigere Nachweisgrenzen als die konventionellen Methoden und hat die interne Vernetzung der HZDR-Forschungsaktivitäten im Bereich Materialforschung, Strahlenphysik, Radiochemie und Radiopharmazie vorangetrieben. Darüber hinaus steht die AMS natürlich auch externen Nutzern zur Verfügung.

Im Gegensatz zu den in Deutschland und Europa gängigen niederenergetischen AMS-Anlagen, die sich hauptsächlich auf die Bestimmung des Radiokohlenstoffs (14C) spezialisiert haben, wird die AMS-Anlage des HZDR als erste moderne Anlage in der EU mit einer Terminalspannung von 6 MV betrieben. Zur Hochspannungserzeugung bedient sich dieser Beschleuniger eines Hochfrequenz-Kaskadengenerators der höchste Stabilität garantiert.

Die möglichen Arbeitsgebiete sind vielfach und multidisziplinär. So haben die instrumentellen Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der AMS, die Anwendungsfelder der Methode stark ausgeweitet. Die anfänglich bevorzugt untersuchten Proben aus der Kosmochemie, Astrophysik und Kernreaktionsdaten, werden zunehmend von Proben aus den Bereichen Strahlenschutz, Nukleare Sicherheit, Nukleare Entsorgung, Radioökologie, Phytologie, Ernährungswissenschaften, Toxikologie und Pharmakologie verdrängt.

Zudem hat die AMS, durch die Bestimmung langlebiger kosmogener Radionuklide wie 10Be, 26Al und 36Cl, insbesondere in den Geo- und Umweltwissenschaften in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Mit diesen Nukliden können unmittelbar relativ plötzlich auftretende (prä-)historische Ereignisse wie Vulkanausbrüche, Bergstürze, Tsunamis, Meteoriteneinschläge, Erdbeben und Gletscherbewegungen datiert werden. Anhand der Gletscherbewegungen und Untersuchungen an Eisbohrkernen können zudem Klimaveränderungen rekonstruiert werden und Klimamodelle für die Zukunft validiert werden.

Für die Beprobung im Gelände für geomorphologische Applikationen kann man hier einige praktische Empfehlungen runterladen:
Download-Button

Bitte kontaktieren Sie uns bei neuen Projekten am Besten vor der Probennahme.

Gletscher

 

Kosmogene Radionuklide

Einer unserer ersten Arbeitsschwerpunkte ist die Bestimmung der langlebigen kosmogenen Radionuklide. Die in der Tabelle aufgeführten Nuklide können zur Zeit an DREAMS gemessen werden.

In der Entwicklung sind AMS-Messungen anderer Radionuklide (z.B. 44Ti), und stabiler Nuklide (sog. Super-SIMS). Wir sind in der Lage, Isotopenverhältnisse (radioaktiv/stabil) bis hinunter zu 10-16 zu messen.

 

Nuklid

Halbwertszeit

7Be

53,22 Tage

10Be

1,387 Ma

26Al

0,7 Ma

36Cl

0,301 Ma

41Ca

0,104 Ma

129I

15,7 Ma

 


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