Beschleunigermassenspektrometrie
mit
stabilen Isotopen

Bei der klassischen Beschleunigermassenspektrometrie werden langlebige Radionuklide in einer Probe des entsprechenden stabilen Isotops gemessen. Die Anforderungen an diese Methode sind zum einen eine umfangreiche Isobarenunterdrückung durch chemische Probenaufbereitung und im Detektorsystem und zum anderen eine Isotopenunterdrückung im gesamten Meßaufbau von der Ionenquelle bis zum Detektor. Die niedrigen Nachweisgrenzen bis einige 10-16 ergeben sich unter anderem aus dem niedrigen natürlichen Vorkommen (< 10-12) der BMS-Isotope.

Mit der Methode der Beschleunigermassenspektrometrie mit stabilen Isotopen möchte man stabileDotierungen oder Spurenverunreinigungen in einer Matrix eines anderen stabilen Element nachweisen. Beispiele dafür sind B-, Al-, P-, As- und Sb-Verunreinigungen in Silizium oder der Kaliumgehalt in Saphir. Geht man von einer natürlichen Isotopenverteilung der Spurenverunreinigung aus, besteht das Problem der Isobarenunterdrückung nicht. Für jedes Element gibt es mindestens ein stabiles Isotop ohne stabiles Isobar. Man kann durch den Nachweis eines geeigneten Isotops über die natürliche Zusammensetzung den gesamten Gehalt eines Elementes oder aber den Gehalt eines anderen Isotops des untersuchten Elements bestimmen. Die Gefahr, daß elementgleiche Isotope das Messergebnis verfälschen besteht nicht, da diese Isotope entweder nicht existieren (z.B. Aluminium, Phosphor) oder in Mengen gleicher Größenordnung vorkommen. Höhere, eventuell auch künstlich erzeugte, Konzentrationsunterschiede werden, wie im Fall der klassischen Beschleunigermassenspektrometrie, bis zu 15 Größenordnungen unterdrückt.

Das entscheidende Problem bei der BMS mit stabilen Isotopen ist der große natürliche Untergrund im Meßaufbau, insbesondere in der Ionenquelle. Im Mittelpunkt dieses Projekts steht deshalb die Entwicklung eines neuen, ultrareinen Injektors für negative Ionen.