Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine Atomfalle für die Wasserdatierung

28.02.2017

Heidelberger Physiker entwickeln neuartige Datierungsmethode für die Erd- und Umweltwissenschaften

Eine neuartige Datierungsmethode für die Erd- und Umweltwissenschaften steht im Mittelpunkt eines Projekts in der Heidelberger Physik, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Dabei geht es um den Einsatz eines speziellen radioaktiven Isotopes des Edelgases Argon (Ar).


Atomfalle, in der 39Ar-Atome gefangen und nachgewiesen werden.

Florian Freundt, Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg

Dieses Isotop ist für die Altersbestimmung in der Zeitspanne von 50 bis 1.000 Jahren von Bedeutung und soll für die Wasserdatierung genutzt werden. Das dreijährige Vorhaben wird von Prof. Dr. Markus Oberthaler am Kirchhoff-Institut für Physik und Prof. Dr. Werner Aeschbach am Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg durchgeführt. Die DFG hat dafür Mittel in Höhe von rund einer Million Euro bewilligt. Die Arbeiten werden im März 2017 beginnen.

Das Projekt „ArTTA-10mL: An instrument for 39Ar-dating of small ice and water samples“ wurde im Rahmen der erstmaligen DFG-Ausschreibung „Neue Geräte für die Forschung“ zur Förderung ausgewählt. Das Vorhaben basiert auf einer langjährigen Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen von Prof. Oberthaler und Prof. Aeschbach, die die Datierungsmethode mithilfe des Edelgasradioisotopes 39Ar bereits erfolgreich eingesetzt und den Prototypen eines Messgeräts entwickelt haben. Das neue Gerät, das die Heidelberger Forscher nun realisieren wollen, soll weltweit einmalig für den Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt und dann auch anderen Forschern zugänglich gemacht werden.

Die Altersbestimmung in den Erd- und Umweltwissenschaften basiert zumeist auf radioaktiven Isotopen, deren allmählicher Zerfall Zeitinformation liefert. Dabei ist das Edelgasradioisotop 39Ar von großem Interesse für die Datierung in Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung, da es als einziges Isotop den wichtigen Altersbereich von etwa 50 bis 1.000 Jahren abdeckt.

Eine besondere Herausforderung stellt allerdings seine extreme Seltenheit dar. Wie Messungen in den 1960er Jahren gezeigt haben, befindet sich unter einer Billiarde Argon-Atomen in der Luft nur ein einziges 39Ar. Um über den Nachweis des radioaktiven Zerfalls von 39Ar das Alter von Grund- oder Ozeanwasser bestimmen zu können, werden Proben von mindestens einer Tonne Wasser benötigt.

Das Heidelberger Messverfahren basiert auf der fundamental neuen Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), bei der die 39Ar-Atome in einer Atomfalle gefangen und nachgewiesen werden. Diese Technologie der „Manipulation“ von Atomen wurde in den vergangenen Jahren in Heidelberg perfektioniert. Damit ist es möglich, die benötigte Probengröße um den Faktor 100 bis 1.000 zu reduzieren, wie Prof. Oberthaler erläutert.

In einem Vorgängerprojekt konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Messung von 39Ar mit diesem Verfahren generell möglich ist. Nun haben sie anhand von Ozeanwasser und alpinem Eis den Nachweis erbracht, dass die 39Ar-ATTA-Messung auch mit kleinen Proben von lediglich 25 Litern Wasser oder einem Argon-Volumen von zehn Millilitern und weniger realisiert werden kann. „Das eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere auf dem Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist groß“, so Prof. Aeschbach.

Markus Oberthaler forscht am Kirchhoff-Institut für Physik, Werner Aeschbach am Institut für Umweltphysik. Prof. Aeschbach ist zudem Direktor des Heidelberg Center for the Environment (HCE).

Kontakt:
Prof. Dr. Markus Oberthaler, Kirchhoff-Institut für Physik
Telefon (06221) 54-5170, markus.oberthaler@kip.uni-heidelberg.de

Prof. Dr. Werner Aeschbach, Institut für Umweltphysik
Telefon (06221) 54-6331, aeschbach@iup.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.kip.uni-heidelberg.de/matterwaveoptics/research/atta
http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/aquasys/gp/projects/p...

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Gebirge in Bewegung
14.08.2018 | Technische Universität München

nachricht Künstliche Gletscher als Antwort auf den Klimawandel?
09.08.2018 | Universität Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Linsen im Fokus

21.08.2018 | Seminare Workshops

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Woher Muskeln wissen, wie spät es ist

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics