Detailansicht
Reduction of the background in the handling of ultra-small 14C samples
a clean atmosphere glove box and other approaches
Klaus Mair
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Walter Kutschera
DOI
10.25365/thesis.21973
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29526.17703.448759-7
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Altersbestimmungen durch die Radiokohlenstoff Methode mittels Beschleuniger Massenspektrometrie (AMS) ist heutzutage eine gut etablierte Methode. Standard AMS Messverfahren benötigen Probengrößen von etwa 1 Milligramm. In vielen interessanten Anwendungen stehen aber solche “großen” Probenmengen nicht zur Verfügung. Ein Beispiel wäre die Datierung von DNA aus dem menschlichen Gehirngewebe mithilfe des sog. 14C bomb peak. Zurzeit entwickeln wir Methoden um Proben mit Massen im Bereich von 10 microgramm C reproduzierbar zu messen. Das Hauptproblem beim Verwenden von kleinen Proben besteht darin, dass während die Probengröße kleiner wird, der Labor Hintergrund konstant bleibt und letztendlich das Ergebnis dominieren würde. Um die Kohlenstoff Kontamination auf einen möglichst geringen Level zu halten, wurde, um direkten Kontakt mit Laborluft zu vermeiden, eine „Argon Glove Box“ installiert. Probenpräparation, Bestückung des Probenrades bis hin zum Einbau des Probenrades in die AMS Quelle wurde in der Argon Glove Box oder unter Argon Atmosphäre durchgeführt. Die Atmosphäre der Argon Glove Box weißt einen Sauerstoff Anteil von weniger als 2.5 ppm und einen CO2 Anteil von weniger als 10 ppm auf.
Weil wir keinen signifikanten Unterschied zwischen Proben die unter Argon präpariert worden sind und Proben die unter Labor Bedingungen hergestellt worden sind, finden konnten, haben wir unser Argon Glove Box System mit Proben aus geologischem Graphit getestet. Dies sind Proben im mg Bereich die nominell keine 14C Atome mehr enthalten sollten. Mithilfe der Argon Glove Box konnten wir so ein 14C Alter von 77000 yBP für diese Proben bestimmen, was einem F14C (fraction modern carbon) Wert von (6.3 ± 1.4) x 10-5 entspricht. Dies sind die ältesten jemals bei VERA gemessenen Kohlenstoff Proben. Das bedeutet, dass Proben aus der Glove Box um etwa eine Halbwertszeit von 14C älter gemessen worden konnten als Proben die unter Labor Atmosphäre präpariert worden sind. Dieser Unterschied entspricht einer Kontamination der Proben mit „modernem“ Kohlenstoff von einigen hundert Nanogramm. Wir waren wir nicht in der Lage einen solch niedrigen Wert für kleine Proben (~10 microgramm) zu messen, was bedeutet das der Hauptanteil des Kohlenstoff Hintergrundes aus anderen Quellen stammt, während der Anteil der Laboratmosphäre zum Hintergrund wenig als 100 ng moderner Kohlenstoff zu sein scheint.
Ein weiter Punkt zur Verringerung des Hintergrundes ist die korrekte Aufbereitung des verwendeten Eisen Katalysators, welcher für die Reaktion von CO2 zu Graphit benötigt wird. Wir konnten einen Unterschied zwischen an der Laboratmosphäre oxidiertem und in reinem Sauerstoff und Argon oxidiertem Eisen finden und es scheint einen Einfluss der Temperatur während der Reduktion von FeO zu Fe zu geben.
Eine andere Anwendung für unsere kleine Graphitisierungsanlage im Bereich der Physik stellt die Messung von Spuren von 14C in, mit Neutronen bestrahlten, Stickstoffhaltigen, Materialen dar. Die Aufgabe bestand darin, herauszufinden ob es den 14C Atomen möglich ist, mittels der gewonnenen Rückstoßenergie, den Festkörper zu verlassen. Würde es einen signifikanten Anteil derer geben, so würde das die Interpretation einer früheren Messserie, die sich mit Wirkungsquerschnitten von Neutronen Einfang Reaktion, im Rahmen der Astrophysik, beschäftigt, verkomplizieren. Wir konnten zeigen, dass der Verlust von 14C in organischen Proben einige Prozent betragen kann, was bei der Durchführung und Auswertung solcher Experimente berücksichtigt werden sollte.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
AMS DNA C-14 Radiokarbon Isotopen
Autor*innen
Klaus Mair
Haupttitel (Englisch)
Reduction of the background in the handling of ultra-small 14C samples
Hauptuntertitel (Englisch)
a clean atmosphere glove box and other approaches
Paralleltitel (Deutsch)
Reduzierung des Hintergrundes bei der Präparation von ultra kleinen C-14 Proben: ein Reinraum Handschuhkasten und andere Anwendungen
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
76 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Walter Kutschera
Klassifikationen
33 Physik > 33.09 Physik unter besonderen Bedingungen ,
33 Physik > 33.43 Radioaktivität
AC Nummer
AC09562651
Utheses ID
19627
Studienkennzahl
UA | 411 | | |