Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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MS: Massenspektrometrie

MS 4: AMS, Laserresonanzionisation

MS 4.2: Vortrag

Dienstag, 4. April 2000, 16:45–17:00, HS VII

Nachweis von ⁴¹Ca in Reaktorbeton mittels Resonanzionisations-Massenspektrometrie: Meßmethode und analytische Resultate — •Susanne Diel¹, Klaus Blaum¹, Christopher Geppert¹, Andreas Kuschnick¹, Peter Müller¹, Andrea Nähler², Norbert Trautmann² und Klaus Wendt¹ — ¹Institut für Physik — ²Institut für Kernchemie, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz

Die in Mainz entwickelte Methode zum Ultraspurennachweis des langlebigen Isotops ⁴¹Ca (τ_1/2=10⁵a) mittels Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS) mit kontinuierlichen schmalbandigen Diodenlasern wurde erstmalig für analytische Messungen an umweltrelevanten Proben eingesetzt. Beim Rückbau von Kernreaktoren ist die Aktivität durch das Radionuklid ⁴¹Ca zu berücksichtigen. Es entsteht im den Reaktor umgebenden Beton durch die Reaktion ⁴⁰Ca(n,γ) ⁴¹Ca. Bei dem zur Analyse verwendeten RIMS-Verfahren werden durch eine zweistufig resonante Anregung und anschließende nichtresonante Ionisation des Calciums in einem kollimierten Atomstrahl, sowie einer nachfolgenden Massenselektion in einem Quadrupol-Massenspektrometer Selektivitäten von >10⁹ für ⁴¹Ca gegenüber stabilem Calcium erreicht. Die Nachweiseffizienz ist größer als 10⁻⁶. Die durch Untergrundeffekte limitierte Nachweisgrenze liegt bei einer relativen ⁴¹Ca Häufigkeit von 5·10⁻¹⁰ bzw. bei einer Aktivität von 100 mBq pro Gramm Beton. Sie läßt sich durch Anwendung einer dreistufig resonanten Anregungsleiter noch deutlich senken.