První česká laboratoř urychlovačové hmotnostní spektrometrie

Vědci Ústavu jaderné fyziky AV ČR mají vůbec první laboratoř urychlovačové hmotnostní spektrometrie v České republice. Za přítomnosti předsedkyně AV ČR Evy Zažímalové a ministryně pro vědu, výzkum a inovace Heleny Langšádlové ji dnes slavnostně otevřeli na pracovišti v Řeži. Metoda urychlovačové hmotnostní spektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry – AMS) se využívá například k určování stáří archeologických předmětů, sledování vývoje klimatu nebo dodržovaní záruk o nešíření jaderných zbraní.

Tento speciální druh hmotnostní spektrometrie umožňuje stanovení dlouhodobých radionuklidů některých prvků, zejména beryllia (¹⁰Be), uhlíku (¹⁴C), hliníku (26Al), uranu (U), plutonia (Pu), a štěpných produktů (hlavně technecia ⁹⁹Tc, a jodu ¹²⁹I) v koncentracích až milionkrát nižších než měřením jejich radioaktivní přeměny. Uvedené radionuklidy vznikají jak přírodními procesy, hlavně účinkem kosmického záření, tak lidskou činností, zejména při využití jaderné energie pro výrobu elektrické energie, ale i ve zbraních hromadného ničení.

Aby bylo možné využít jí v co největším množství aplikací, je nová laboratoř AMS vybavena špičkovým urychlovačem MILEA (Multi-Isotope Low-Energy AMS system) vyvinutým ve spolupráci švýcarské firmy Ionplus AG a Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu (ETH Zürich). MILEA umožňuje nejen stanovit výše uvedené radionuklidy, ale také měřit radionuklid vápníku (⁴¹Ca) a další vzácné radionuklidy.

Vzhledem k nízkému terminálovému napětí 300 kV je provoz urychlovače i ekonomicky výhodný. Prostředky na výstavbu a zařízení nové laboratoře ve výši téměř 400 milionů korun poskytlo MŠMT v rámci operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání.

Slavnostního zahájení se kromě předsedkyně Evy Zažímalové a ministryně Heleny Langšádlové zúčastnili další hosté z pracovišť AV ČR, vysokých škol a řady institucí zabývajících se kulturním dědictvím.

Určování stáří předmětů nebo ledu

Nejznámější je využití metody AMS k měření ¹⁴C pro radiouhlíkové datování v archeologii, výzkumu kulturního dědictví a dalších oborech, např. paleobotanice. Pro datování metodou AMS stačí i miniaturní vzorky s obsahem několika jednotek mikrogramů uhlíku a jejich analýzou lze určit stáří zkoumaných objektů až přibližně 60 000 let do minulosti. Významné je rovněž využití měření ¹⁴C pro určování stáří ledu, pohybu ledovců a sledování změn klimatu.

Pro datování událostí delšího stáří, dejme tomu po celé období čtvrtohor, lze použít měření ¹⁰Be a ²⁶Al ke zjišťování náhlých geologických změn způsobených např. tektonickými zlomy, sopečnými erupcemi, kamennými lavinami, tsunami, dopady meteorů nebo zemětřesením. Tato měření umožňují i sledování vývoje klimatu, krajiny, určování stáří kamenných archeologických nálezů a datování meteoritů. Měření izotopů aktinoidů, hlavně ²³⁶U, a štěpných produktů, zejména ¹²⁹ I, se uplatňuje při studiu znečišťování životního prostředí a také v oceánografických studiích.

Sledování izotopů U a Pu je důležité v jaderné forenzní analýze a při kontrole dodržování záruk o nešíření jaderných zbraní a materiálů. Možností využití metody AMS je však mnoho: od průmyslových aplikací až po hledání pozůstatků výbuchů supernov.

Více informací:

RNDr. Petr Lukáš, CSc.
ředitel Ústavu jaderné fyziky AV ČR
lukas@ujf.cas.cz
+420 220 941 147

prof. Ing. Jan Kučera, CSc.
Ústav jaderné fyziky AV ČR
kucera@ujf.cas.cz
+420 212 241 671

TZ ke stažení

Přečtěte si také

• Prachotřenka nečekaná – nápadný lišejník, kterého si donedávna nikdo nevšiml
• Sloučenina, která „neexistuje“, napoví, jak syntetizovat nestabilní molekuly
• Meruňky může letos opět poškodit mráz, podesáté za 12 let
• Není stres jako stres – i odpověď buňky na něj má různé formy
• Ve třech maďarských obcích je více sýčků než v celé České republice
• Horizontální mitochondriální transfer je klíčový proces v biologii nádorů
• Vědění ve věku nedůvěry a postavení vědy v současném světě
• Odstranění překážek v práci může přinést 10 miliard do veřejných rozpočtů ročně
• Czech-BioImaging už 10 let přináší špičkové technologie české vědě i průmyslu
• Akademický sněm dnes zvolí nové širší vedení Akademie věd