Kosmogene Radionuklide

© Stephanie Neuhuber, IAG, Universität für Bodenkultur Wien

© Julia Schenk, AlpSenseBench

  • Die kosmogenen Nuklide 10Be (T1/2 = 1,39 Ma), 26Al (T1/2 = 717 ka) und 36Cl (T1/2 = 301 ka) werden kontinuierlich durch solare und kosmische Strahlung in der Atmosphäre gebildet. Mit ihrer Hilfe können vor allem natürliche Archive wie Eisbohrkerne, Sedimente oder aber auch Wasser datiert werden. Wird dabei eine höhere, oder niedrigere Produktion der oben genannten Nuklide im Vergleich mit der heutigen Rate festgestellt, kann dies Hinweise auf zusätzliche Quellen kosmischer Strahlung oder auf Veränderungen der Magnetfelder der Erde oder unserer Sonne in der Vergangenheit, geben. Zusätzlich kann mittels 10Be, 26Al und 36Cl die Dauer gemessen werden, die ein Gestein an der Oberfläche kosmischer Strahlung ausgesetzt war.­ Diese sogenannte Oberflächenexpositionsdatierung kann Aufschluss über Prozesse an der Erdoberfläche geben und z. B. benützt werden um Gletscherbewegungen zu erforschen.­
  • Die neu entwickelte Anlage ILIAMS (Ion Laser InterAction Mass Spectrometry) am Forschungsbeschleuniger VERA, verbessert die Möglichkeit zur Messung von 26Al und 36Cl durch lasergestützte Isobarenunterdrückung von 26Mg bzw. 36S. Durch das fast völlige Abscheiden der Isobare können Blankwerte bis zu 26Al/Al = 5×10–16 bzw. 36Cl/Cl = 8×10-16 erreicht werden.
  • Video: Im Rahmen des RADIATE-Projekts haben wir in Zusammenarbeit mit Science Animated ein animiertes Video produziert, das die Funktionsweise der Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) erklärt. Es zeigt faszinierende Anwendungen und was wir mit AMS über die Erde erfahren können. Abrufbar auf YouTube (Link).

User-Guide zur Probenpräparation

NuklidMaterialgemischt mit ...KathodenmaterialReferenz
10BeBeOBeO:Nb = 1:2 bis 1:4 nach Masse
(min. 0,7 mg Nb)1
Cu (mit Cu-Pin)

Bachelorarbeit Ibrahimovic

26AlAl2O3Al2O3:Fe = 1:1 bis 1:2 nach Masse
(min. 0,7 mg Fe)2
Cu (mit Cu-Pin)doi.org/10.1016/j.ijms.2021.116576
36ClAgCl-Cu (mit Cu-Pin)

doi.org/10.1016/j.nimb.2019.05.061

41CaCaF2CaF2:PbF2 = 1:9
nach Masse
(min. 0,7 mg PbF2)3
Cu (mit Cu-Pin)doi.org/10.1017/RDC.2021.73

 

Bitte die Probenbehälter mit folgenden Stiftfarben beschriften: für 10Be in schwarz, für 26Al in blau, für 36Cl in grün und für 41Ca in rot.

 

Materialien, die bei VERA verwendet werden:

1: Sigma Aldrich Niobium Powder <45 micron, 99.8%

2: Alfa Aesar Iron Powder, 200 mesh (metals basis), 99+%

3: Thermo Fisher Lead(II) fluoride, Puratronic™, 99.997% (metals basis)

 

Kontaktperson:
Silke Merchel, Oscar Marchhart, Alexander Wieser
Referenzen:
  1. Steier, P., Martschini, M., Buchriegler, J., Feige, J., Lachner, J., Merchel, S., ... & Golser, R. (2019). Comparison of methods for the detection of 10Be with AMS and a new approach based on a silicon nitride foil stack. International Journal of Mass Spectrometry, 444, 116175. https://doi.org/10.1016/j.ijms.2019.116175
  2. Ruszkiczay-Rüdiger, Z., Neuhuber, S., Braucher, R., Lachner, J., Steier, P., Wieser, A., & Braun, M. (2021). Comparison and performance of two cosmogenic nuclide sample preparation procedures of in situ produced 10Be and 26Al. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 329(3), 1523-1536. https://doi.org/10.1007/s10967-021-07916-4
  3. Lachner, J., Marek, C., Martschini, M., Priller, A., Steier, P., & Golser, R. (2019). 36Cl in a new light: AMS measurements assisted by ion-laser interaction. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. Section B. Beam Interactions with Materials and Atoms, 456, 163-168. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2019.05.061
  4. Lachner, J., Martschini, M., Kalb, A., Kern, M., Marchhart, O., Plasser, F., Priller, A., Steier, P., Wieser, A., & Golser, R. (2021). Highly sensitive Al-26 measurements by Ion-Laser-InterAction Mass Spectrometry. International Journal of Mass Spectrometry, 465, [116576]. https://doi.org/10.1016/j.ijms.2021.116576

Forschungspartner:

  • Stephanie Neuhuber, Institute of Applied Geology (IAG), Universität für Bodenkultur Wien, Austria
  • Zsófia Ruszkicay-Rüdiger, Institute for Geological and Geochemical Research, Research Centre for Astronomy and Earth Sciences, ELKH, Budapest, Hungary
  • Bodo Bookhagen, Geological Remote Sensing, Institute of Geosciences, University Potsdam, Germany