První česká laboratoř urychlovačové hmotnostní spektrometrie

Vědci Ústavu jaderné fyziky AV ČR mají vůbec první laboratoř urychlovačové hmotnostní spektrometrie v České republice. Oficiální otevření laboratoře v Řeži u Prahy proběhlo dnes, za přítomnosti předsedkyně AV ČR Evy Zažímalové a ministryně pro vědu, výzkum a inovace Heleny Langšádlové. 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.

ASM poslouží například archeologům, klimatologům i řadě dalších vědců. Oproti jiným urychlovačům je výrazně citlivější. Jde o technologii, která v ČR dlouhodobě chyběla, nyní už je v provozu, řekl při dnešním slavnostním otevření laboratoře ředitel ÚJF AV ČR Petr Lukáš.

Takzvaná Laboratoř urychlovačové hmotnostní spektrometrie vznikala přibližně tři roky. Dobu dokončení ovlivnila i pandemie koronaviru. Podle ředitele ÚJF trvalo zhruba tři čtvrtě roku, než mohli přijet švýcarští montéři a technici urychlovač smontovat a uvést do provozu.

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 ji 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. 

Celkové náklady na stavbu laboratoře a pořízení technologií dosáhly podle Lukáše kolem 383 milionů korun. Peníze na její vznik získal ústav převážně z evropských dotací, pěti procenty se podílela Akademie věd.

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.

Nejznámější využití metody

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.

Ústav jaderné fyziky AV ČR má v Řeži u Prahy několik urychlovačů, patří k nim například kanadský cyklotron TR-24 sloužící pro výrobu a vývoj farmaceutických preparátů, jsou zde také moderní radiofarmaceutické laboratoře. Další urychlovač je používaný převážně pro špičkový materiálový výzkum.

Marcela Špičková

Související články

Zanechte komentář

Please enter your comment!
Please enter your name here

- Advertisement -

Poslední zprávy