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.
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