Automatisches Graphitisiersystem für Radiokohlenstoffanalysen mit Beschleuniger-Massenspektrometrie

• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465681805

Es wird ein automatisches Graphitisiersystem beantragt, welches für die Durchführung von Radiokohlenstoffanalysen (14C) mittels Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) benötigt wird. Das beantragte Graphitisiersystem wandelt den Kohlenstoff, der in organischen und anorganischen Proben (z.B. Sediment, Pflanzen, Knochen, Muscheln, Wasser) enthalten ist, durch Verbrennung organischer Proben bzw. durch Hydrolyse anorganischer Proben mit Säure zunächst in Kohlendioxid um. Dieses wird dann in einem Heliumstrom auf ein Molekularsieb weitergeleitet welches das Kohlendioxid sammelt. Durch Erhitzen des Molekularsiebmaterials wird das Kohlendioxid freigesetzt und in sogenannte Reaktoren entlassen wo es nach Zugabe von Wasserstoff und unter Erhitzen zu elementarem Kohlenstoff reduziert wird. Im AMS wird dann der Gehalt des radioaktiven Kohlenstoffisotops 14C sowie der stabilen Kohlenstoffisotope 12C und 13C ermittelt. Der Vorteil des beantragten Systems ist, dass es vollautomatisch betrieben wird, wodurch ein hoher Probendurchsatz möglich ist bei einem nur geringen personellen Aufwand. Zudem wird kein Flüssigstickstoff zum Aufkonzentrieren des Kohlendioxids benötigt wie bei alternativen Methoden. Mit dem beantragten System können alle Probenarten, die in laufenden und in Planung befindlichen Projekten bearbeitet werden sollen, aufbereitet werden. Dies ist aktuell nicht der Fall.14C-Analysen ermöglichen es, das Alter von kohlenstoffhaltigen Proben zu ermitteln. Altersbestimmungen sind wichtig zur Beantwortung geowissenschaftlicher, archäologischer, kunsthistorischer und anderer Fragestellungen. Diese Analytik gibt zudem Aufschluss über Prozesse des Kohlenstoffkreislaufs wie z.B. Umsatzraten von Kohlenstoff oder Anteile verschiedener Kohlenstoffquellen und deren Alter/Herkunft was z.B. in laufenden Forschungsprojekten zur Kohlenstofffreisetzung aus tauenden, arktischen Permafrostböden eingesetzt wird. 14C-Analysen sind ein wichtiger Bestandteil in den laufenden SFB's 806 und 1211 an der Universität zu Köln und sollen in den unten genannten laufenden und in Planung befindlichen Projekten eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Automatisches Graphitisiersystem für Radiokohlenstoffanalysen mit Beschleuniger-Massenspektrometrie
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiterin: Professorin Dr. Janet Rethemeyer