Konstanz 1998 – scientific programme
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MS: Massenspektrometrie
MS 6: AMS, Laserresonanzionisation
MS 6.7: Talk
Tuesday, March 17, 1998, 17:30–17:45, R611
Erster lasermassenspektrometrischer Spurennachweis von 41Ca — •Peter Müller1, Klaus Blaum1, Bruce Bushaw2, Christopher Geppert1, Wilfried Nörtershäuser1, Ernst W. Otten1, Annette Schmitt1, Norbert Trautmann3 und Klaus Wendt1 — 1Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, D-55099 Mainz — 2Battelle Northwest Laboratory, Richland, USA — 3Institut für Kernchemie, Johannes Gutenberg-Universität, D-55099 Mainz
Durch Einsatz der Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS) mit kontinuierlichen schmalbandigen Lasern werden Selektivitäten von besser als 1013 und Empfindlichkeiten um 10−7 erreicht, was erstmals den quantitativen Nachweis des Spurenisotops 41Ca mittels RIMS erlaubt. Das langlebige Isotop 41Ca (τ1/2=105a) mit einer natürlichen Häufigkeit von ca. 10−13 findet Anwendungen in der Medizin, Kosmochemie und Altersdatierung. Die Spurenbestimmung mit der Resonanzionisation erfolgt an einem Ca-Atomstrahl über die Anregungsleiter 4s2 1S0 → 4s4p 1P1 → 4s4d 1D2 mit nachfolgender nichtresonanter Photoionisation. Anschließend wird eine Massentrennung in einem Quadrupolmassenspektrometer durchlaufen, wobei die Resonanzionen untergrundarm in einem Channeltrondetektor nachgewiesen werden. 41Ca weist durch seinen Kernspin von I=7/2 eine Hyperfeinstruktur auf, die eine starke Reduktion der Nachweiseffizienz bedingt. Durch optisches Hyperfein-Pumpen konnte dieser Effekt vollständig unterdrückt werden, was zu einer drastischen Effizienzsteigerung führt.