Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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MS: Fachverband Massenspektrometrie

MS 3: Neue Entwicklungen in der AMS

MS 3.5: Vortrag

Dienstag, 20. März 2007, 15:15–15:30, 5F

Protactinium-231, ein neues Radionuklid für AMS — •Marcus Christl¹, Lukas Wacker¹, Jörg Lippold² und Martin Suter¹ — ¹Institut für Teilchenphysik, ETH-Zürich — ²Heidelberger Akademie der Wissenschaften, Heidelberg

Das Aktinid Protactinium-231 (T1/2 = 32 600 a) wurde am Labor für Ionenstrahlphysik des PSI und der ETH-Zürich erstmals mit einem AMS-System gemessen. Als Tochternuklid von Uran-235 eignet sich Pa-231 als Werkzeug zur Uranreihendatierung und es wird in der Paleoozeanographie als Tracer zur Rekonstruktion der Ozeanzirkulation verwendet. Da Pa in der Natur monoisotopisch vorkommt muss den Proben vor der chemischen Aufbereitung und Separation von Pa künstlich erzeugtes Pa-233 (T1/2 = 27 d) zugegeben werden. Die Pa-231 bzw. Pa-233 Zählraten werden abwechselnd (fast switching) im Gasionisationsdetektor gemessen.

Erste Ergebnisse aus Standard-Verdünnungsreihen zeigen, dass es mit dem kompakten 0.6 MV-AMS-System TANDY des PSI/ETH-Zürich derzeit möglich ist Pa-231-Mengen von wenigen femtogramm (10E7 At) zu bestimmen. In Kooperation mit der Universität Heidelberg wurden erste Messungen von Pa-231 an marinen Sedimenten, Höhlenstalagmiten und Korallen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass typische Pa-231-Konzentrationen im Bereich von 0.5 - 5 pg/g (10E-12 g/g) mit einem Fehler von etwa 3% bestimmt werden können. Die Präzision dieser Messungen beträgt etwa 1%. Die Nachweisgrenze ist momentan limitiert durch den Laborblank von etwa 5 - 30 fg.