Nová laboratoř umožní vědcům datovat vykopávky, ale i hledat jaderné zbraně

Nejpřesnější metoda jaderné analýzy, urychlovačová hmotnostní spektrometrie, dokáže odhalit až milionkrát nižší množství radionuklidů než metody jiné. Její pomoc je nedocenitelná v archeologii, geologii a při studiu změn klimatu. Stejně tak ji využijí experti při jaderné forenzní analýze, což je disciplína hlídající dodržování mezinárodních závazků o nešíření jaderných zbraní. Unikátní laboratoř, vybavenou touto technologií, otevřeli za přítomnosti předsedkyně AV ČR Evy Zažímalové a ministryně pro vědu, výzkum a inovace ČR Heleny Langšádlové vědci v Ústavu jaderné fyziky AV ČR v Řeži.

Urychlovačová hmotnostní spektrometrie, zkráceně označovaná jako AMS (z anglického Accelerator Mass Spectrometry) expertům umožňuje přesně stanovit dlouhodobé radionuklidy některých specifických prvků. Jejich radionuklidy mohou vznikat přirozeně, například v důsledku kosmického záření. Mohou však být také produktem lidské činnosti, například výroby atomové energie nebo zbraní.

Budova laboratoře urychlovačové hmotnostní spektrometrie v Řeži patří k Ústavu jaderné fyziky AV ČR.

Jiné technologie analýzy radionuklidů detekují částice, které vznikají jejich rozpadem. Některé radionuklidy však podléhají tak pomalému rozpadu, že by vědci na potřebnou částici museli čekat i stovky let. V případě metody AMS se izotop vloží do urychlovače a experti jej pak dokáží rychle separovat bez nutnosti čekání na spontánní rozpad. Technologie si tak od odborníků vysloužila přízvisko „metoda netrpělivých vědců“.   

Technologie, kterou využije řada oborů
Hladina radionuklidů prozradí mnoho informací o stáří předmětů. „Ve světě se metoda AMS zdaleka nejčastěji využívá pro takzvané radiouhlíkové datování. Třeba v archeologii,“ vysvětlil Petr Lukáš, ředitel Ústavu jaderné fyziky AV ČR. Nová laboratoř v Řeži u Prahy se bude takovému druhu práce věnovat přibližně 60 % svého času.

Předsedkyně AV ČR Eva Zažímalová, ministryně pro vědu Helena Langšádlová a ředitel Ústavu jaderné fyziky AV ČR Petr Lukáš při slavnostním otevření laboratoře

Současné vybavení laboratoře umožňuje vědcům studovat vzorky dřeva, popela nebo kostí. Do budoucna se ale počítá s tím, že bude možné zkoumat také sedimenty, historickou ocel, pryskyřice, tuky, vosky nebo pyly. Výhodou metody je, že pro analýzu není třeba odebírat velké vzorky. Hodí se tak k dataci citlivých děl, například skalních kreseb. K přesné analýze postačí, aby zkoumaný exemplář obsahoval 200 mikrogramů uhlíku. Pak lze určit jeho stáří až 60 tisíc let do minulosti. Z toho plynoucí výhody nejsou důležité jen pro archeologii, ale třeba i kriminalistiku.

Další oblastí, kde najde citlivá analýza své uplatnění, je rozbor biosložek v palivech. „Díky analýze izotopu uhlíku-14 dokážeme rozlišit tu složku nafty, která loni vyrostla na poli od té, která ležela miliony let v zemi,“ vyzdvihl Petr Lukáš všestrannost přístroje.

Technologie se ve světě běžně využívá pro stanovení přítomnosti uranu a produktů jeho štěpení. Význam tak má v geologii, při studiu krajiny i ochraně životního prostředí. Ze vzorků odebraných v terénu se dají sledovat některé radioizotopy v okolí atomových elektráren. Odborníci na jadernou bezpečnost pomocí ní sledují, zdali některé země nevyvíjí jaderné zbraně.

Laboratoř, na kterou se dlouho čekalo
Moderní, a v rámci naší země unikátní laboratoř, má potenciál propojit řadu vědeckých oborů a výzkumných pracovišť. Česká republika byla jednou z posledních zemí Evropy, kde tato důležitá technologie chyběla a vědci tak byli nuceni všechny vzorky k analýzám posílat do zahraničí. „Česká vědecká komunita na tuto laboratoř čekala skutečně dlouhou dobu. Takže je jisté, že její další využití bude intenzivní,“ uzavřel Petr Lukáš.

Text: Jan Hanáček, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto:Tiskové oddělení AV ČR; foto budovy: Ústav jaderné fyziky AV ČR

Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

• Oldřich Tůma: Etický kodex AV ČR reaguje na aktuální výzvy a proměny světa
• Akademický sněm AV ČR zvolil Radomíra Pánka kandidátem na předsedu instituce
• Hodnocením projektů GA ČR získáte větší rozhled v oboru, shodují se panelisté
• Léčivá krása: vítězný snímek Vědy fotogenické zachycuje lék proti rakovině
• Čtyři projekty z AV ČR získaly ERC grant, každý obdrží dva miliony eur
• Akademie věd: Látky uvolňované z ohňostrojů jsou vysoce toxické a karcinogenní
• Akademie věd chce podpořit uplatnění výsledků založením akciové společnosti
• Josef Bryja z Ústavu biologie obratlovců získal ocenění Kraje Vysočina
• Vidět dál než jiní. AV ČR ocenila osobnosti, které přispívají k prestiži vědy
• Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu převzal Národní cenu vlády Česká hlava