Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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MS: Massenspektrometrie

MS 3: Laser-Massenspektrometrie

MS 3.3: Vortrag

Dienstag, 14. März 2006, 14:30–14:45, H1

Hochselektive Isotopenanalyse von Uran 236 mittels HR-RIMS — •Sebastian Raeder¹, Philipp Schumann¹, Klaus Wendt¹, Bruce Bushaw² und Sergei Boulyga³ — ¹WA LARISSA, Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, D-55099 Mainz — ²Chemical Sciences Division, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99352, USA — ³Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität D-55099 Mainz

Das langlebige Spurenisotop ²³⁶U entsteht durch Neutroneneinfang aus ²³⁵U, ist aber in natürlichen Uranvorkommen nur in Konzentrationen von < 10⁻¹⁰ anzutreffen. Ein erhöhtes Vorkommen dieses Isotops weist auf eine Neutronenexposition und damit eine anthropogene Herkunft des uranhaltigen Materials hin. Über die Bestimmung des Isotopenverhältnisses ²³⁶U/²³⁸U lassen sich Fragestellungen zu Migration und Speziation von Kernbrennstoff in der Umwelt beantworten. Die hochauflösende Resonanzionisations-Massenspektrometrie (HR-RIMS) stellt ein spezialisiertes Verfahren zur empfindlichen Isotopenanalyse bei geringsten Verhältnissen dar, wobei die notwendige Isobarenunterdrückung und Isotopenselektivität erreicht wird. Das speziell zum ²³⁶U-Nachweis an der Universität Mainz entwickelte System kombiniert die resonante, isotopenselektive optische Anregung und Ionisation der Probenatome mittels schmalbandiger kontinuierlicher Laser mit der Massentrennung in einem Quadrupolmassenspektrometer. Erste analytische Messungen an synthetischen Proben haben die Anwendbarkeit des Verfahrens gezeigt. Dabei wurde eine optische Selektivität von < 10⁸ und eine Effizienz von < 10⁻⁷ demonstriert.