Radiokarbon: a kőbaltától az atomfegyver kísérletekig

Hasonló dokumentumok
Nagy érzékenységű AMS módszerek hosszú felezési idejű könnyű radioizotópok elemzésében

Debreceni Egyetem Műszaki Kar Környezet- és Vegyészmérnöki Tanszék

AZ AMS C-14 MÓDSZER LEHETŐSÉGEI AZ ÜZEMANYAGOK ÉS HULLADÉKOK BIOGÉN TARTALMÁNAK DIREKT MÉRÉSÉBEN

A szénizotópok a Földön

RADIOKARBON. kormeghatározás és egyebek... Svingor Éva. Szénizotópok a Földön ~1 % ~ 99 % stabilak. bomlékony. proton neutron

TÖMEGSPEKTROMÉTEREK SZEREPE A FÖLDTUDOMÁNYBAN. Palcsu László MTA Atommagkutató Intézet (Atomki) Környezet- és Földtudományi Laboratórium, Debrecen

A PAKSI ATOMERŐMŰ C-14 KIBOCSÁTÁSÁNAK VIZSGÁLATA A KÖZELI FÁK ÉVGYŰRŰIBEN

14C és C a nukleáris létesítmények 14N(n,p)14C

MÓDSZERFEJLESZTÉSEK A RADIOAKTÍV HULLADÉKOK ÉS TECHNOLÓGIAI KÖZEGEK 14 C TARTALMÁNAK MINŐSÍTÉSÉHEZ

NUKLEÁRIS LÉTESÍTMÉNYEK LÉGNEMŰ 14C KIBOCSÁTÁSÁNAK MÉRÉSE EGYSZERŰSÍTETT LSC MÓDSZERREL

Kozmogén klór ( 36 Cl)

Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll.

A Bátaapáti kis és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló üzemeltetés előtti környezeti felmérése

Nagy érzékenyégű módszerek hosszú felezési idejű nehéz radioizotópok analitikájában. Vajda N., Molnár Zs., Bokori E., Groska J., Mácsik Zs., Széles É.

Bihari Árpád Molnár Mihály Pintér Tamás Mogyorósi Magdolna Szűcs Zoltán Veres Mihály

Radioaktív nyomjelzés

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A PAKSI ATOMERŐMŰ 3 H, 60 Co, 90 Sr ÉS 137 Cs KIBOCSÁTÁSÁNAK VIZSGÁLATA A MELEGVÍZ CSATORNA KIFOLYÓ KÖRNYEZETÉBEN

gyszerkutatásra sra itthon?

Kormeghatározás gyorsítóval

Radioanalitika természetes radioaktív izotópok segítségével

MEMBRÁNKONTAKTOR SEGÍTSÉGÉVEL TÖRTÉNŐ MINTAVÉTEL A MVM PAKSI ATOMERŐMŰ ZRT PRIMERKÖRI RENDSZERÉNEK VIZEIBEN OLDOTT GÁZOK VIZSGÁLATÁRA

2. Melyik az, az elem, amelynek harmadik leggyakoribb izotópjában kétszer annyi neutron van, mint proton?

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

Izotóphidrológiai módszerek alkalmazása a Kútfő projektben

Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet MTA Atomki Debrecen

Radon. 34 radioaktív izotópja ( Rd) közül: 222. Rn ( 238 U bomlási sorban 226 Ra-ból, alfa, 3.82 nap) 220

Az Alföld rétegvíz áramlási rendszerének izotóphidrológiai vizsgálata. Deák József GWIS Kft Albert Kornél Micro Map BT

G L O B A L W A R M I N

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

A Szegedi Tudományegyetem Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszékének jelentése évi kutatási tevékenységéről

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Gelencsér András egyetemi tanár Pannon Egyetem MTA Levegıkémiai Kutatócsoport

Stabilizotóp-geokémia II. Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Dunavarsányi durvatörmelékes összlet kitettségi kor vizsgálata

Hévíz és környékének megemelkedett természetes radioaktivitás vizsgálata

Normál deviza és forint elszámolási értéknapok évben

FIZIKA. Atommag fizika

Találkozz a Tudóssal! A geológus egy napja. A hard rock-tól a környezetgeokémiáig

Általános Kémia, BMEVESAA101

Radon a felszín alatti vizekben

Pató Zsanett Környezettudomány V. évfolyam

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

Uránminták kormeghatározása gamma-spektrometriai módszerrel (2. év)

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Humán maradványok molekuláris diagnosztikája

Cs radioaktivitás koncentráció meghatározása növényi mintában (fekete áfonya)

MSZ 20135: Ft nitrit+nitrát-nitrogén (NO2 - + NO3 - -N), [KCl] -os kivonatból. MSZ 20135: Ft ammónia-nitrogén (NH4 + -N),

A természetes és mesterséges sugárterhelés forrásai, szintjei. Salik Ádám

Duna Stratégia Zöld minikonferencia október 8. A talajvízforgalom szerepe és jelentősége változó világunkban

Láng István. A Környezet és Fejlıdés Világbizottság (Brundtland Bizottság) jelentése húsz év távlatából

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Csigakövület a fancsikai gyepvasércben

a NAT /2013 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A tisztítandó szennyvíz jellemző paraméterei

IVÓVIZEK RADIOANALITIKAI VIZSGÁLATA

Vízkémiai vizsgálatok a Baradlabarlangban

Bevezetés a földtörténetbe

Nemzeti Akkreditáló Hatóság. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

SZENNYVÍZKEZELÉS NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSSAL

Minták előkészítése MSZ : Ft Mérés elemenként, kül. kivonatokból *

A talaj természetes radioaktivitás vizsgálata és annak hatása lakóépületen belül. Kullai-Papp Andrea

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Hosszú távú ipari szennyezés vizsgálata Ajkán padlás por minták segítségével

Karsztosodás. Az a folyamat, amikor a karsztvíz a mészkövet oldja, és változatos formákat hoz létre a mészkőhegységben.

Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában

Radiológiai helyzet Magyarországon a Fukushima-i atomerőmű balesete után

SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

A RADIOAKTÍVHULLADÉK-TÁROLÓK KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATI EREDMÉNYEI 2009.

Kormeghatározás gyorsítóval

BIOLÓGIAI PRODUKCIÓ. Az ökológiai rendszerekben végbemenő szervesanyag-termelés. A növények >fotoszintézissel történő szervesanyagelőállítása

Adszorbeálható szerves halogén vegyületek kimutatása környezeti mintákból

4026 Debrecen, Bem tér 18/c, 4026 Debrecen, Bem tér 18/c

50 év a sugárvédelem szolgálatában

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

Radioaktív lakótársunk, a radon. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék december 6.

KÖRNYEZETVÉDELEM ÉS VÍZGAZDÁLKODÁS. 9. évfolyam. a. növényhatározás a Kisnövényhatározó segítségével. a. vegyszer fogalma, vegyszerhasználat szabályai

Radioaktív nyomjelzés

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Erdőfejlődés rekonstrukció régészeti geológiai módszerekkel

Debrecen-Kismacs és Debrecen-Látókép mérőállomás talajnedvesség adatsorainak elemzése

Az éghajlati modellek eredményeinek alkalmazhatósága hatásvizsgálatokban

Atomerőmű. Radioaktívhulladék-kezelés

A budapesti aeroszol PM10 frakciójának kémiai jellemzése

Dr. Berta Miklós egyetemi adjunktus Széchenyi István Egyetem Fizika és Kémia Tanszék

7. gyak. Szilárd minta S tartalmának meghatározása égetést követően jodometriásan

A JÁSZSÁGI MEDENCE TANULMÁNYOZÁSA SZÉN-DIOXID FELSZÍN ALATTI ELHELYEZÉSÉNEK CÉLJÁRA Berta Márton

5. Laboratóriumi gyakorlat

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Kontrol kártyák használata a laboratóriumi gyakorlatban

GOP /1 2009/0060 projekt Indító rendezvény május 05. Bay-Logi, Miskolc-Tapolca

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Mikroszennyező anyagok a vízben szemléletváltás az ezredfordulót követően. Licskó István BME VKKT

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

Detektorfejlesztés a késő neutron kibocsájtás jelenségének szisztematikus vizsgálatához. Kiss Gábor MTA Atomki és RIKEN Nishina Center

Átírás:

Dr. Molnár Mihály MTA Atommagkutató Intézete Radiokarbon: a kőbaltától az atomfegyver kísérletekig Puskás Tivadar Távközlési Technikum Budapest, 2011. október 18. www.meetthescientist.hu 1 26

Természetes szénizotópok a Földön 12 C 13 C stabilak proton neutron ~ 99 % 14 C ~ 1 % bomlékony Radiokarbon 1:1 000 000 000 000 www.meetthescientist.hu 2 29

A 14 C radiokatív bomlási egyensúlyban a Földön 14 7 Kozmogén eredetű N 1 0 n 14 6 C * 1 1 p 14 6 C * Béta-bomló 14 7 N * 0 1e T 1/2 = 5730 év www.meetthescientist.hu 3 29

A Föld szén-ciklusa elosztja a 14 C-et az egyes szférák között Levegőben ~2% Egyensúly! Élőlényekben ~ 4% ~10 DPM/g C. Óceánokban ~ 94% A radiokarbon a légköri szén természetes nyomjelzője! A www.meetthescientist.hu 14 C a légköri szén természetes nyomjelzője (~14 DPM/g 4 29 C)!

Egy Nobel-díjas ötlet A 14 C kormeghatározás alapja: - az élőlények 14 C tartalma állandó - a radioaktív anyagok jól használahatóak óra ként a bomlástörvény szerint, azaz W. F. Libby - eltelt idő (t) ~ ln állandó kezdeti aktivitás későbbi aktivitás mérhető Mérjünk időt 14 C aktivitásméréssel! www.meetthescientist.hu 5 29

1 g szén aktivitása (bomlás/perc) A 14 C mennyiség (aktivitás) mérésén alapuló kormeghatározás 14 C állandó (?) CO 2 (levegő) halál = az anyagcsere megszűnése nincs több C felvétel amíg él A0=állandó ~10 DPM A(t) nincs 14 C utánpótlás A leletben lévő szén fajlagos aktivitása időben csökken: A=A 0 *exp(- t) 10000 0-10000 -20000-30000 -40000-50000 év www.meetthescientist.hu 6 29

A 14 C módszerrel datálható anyagok: Így dátumozhatók a Minden olyan anyag kora meghatározható, amely légköri eredetű szenet tartalmaz! fa, faszén maradványok, mag, levél, vászon, tőzeg, humusz, csont, elefántcsont, szövet, szarv, haj, kagyló, csiga, karbonát üledék, cseppkő, talaj, vízben oldott organikus és inorganikus szén, jég.. Általában nem dátumozható, mivel nem ad reális kort pl. a vakolat, habarcs, kerámiában maradt szerves anyag. Különleges technikát igényel festmények, barlangrajzok, vaseszközökben lévő szén dátumozása. A minta mennyiségét a minta széntartalma, a szerves anyag állapota, a szennyezők mennyisége és a dátumozás módszere határozza meg! www.meetthescientist.hu 7 29

Geológia A 14 C kormeghatározás rendkívül széles körben használható Régészet 14 C Hidrológia www.meetthescientist.hu 8 29

Múltbeli emberi kultúrák vizsgálata radiokarbon módszerrel www.meetthescientist.hu 9 29

Történelmi helyek, alkotások hitelességének vizsgálata 14 C-el www.meetthescientist.hu 10 29

Történelmi helyek, alkotások hitelességének vizsgálata 14 C-el www.meetthescientist.hu 11 29

Karbonátos kőzetek (pl. cseppkövek) vizsgálata 14 C-el 14 C Baradla-barlang Öreg C (mészkő) 5 10% a cseppkőben www.meetthescientist.hu 12 29

Klímaváltozás tanulmányozása (pl. a csiga-hőmérő kalibrálása ) www.meetthescientist.hu 13 29

Vízbázis-védelem ( 14 C víz-kor ) A csapadék friss szén-dioxidot visz le, sok 14 C-vel! 14 C csökken Idős vizekben (ami régen volt csapadék) kevés a 14 C www.meetthescientist.hu 14 29

A 14 C korskála kalibrálása: faévgyűrűk, korallok és üledékek segítségével Minták ismert (U/Th) korokkal! www.meetthescientist.hu 15 29

mért radiokarbon kor Kezdeti 14 C koncentráció Kalibráció ma (2011): az elmúlt 50.000 évre visszamenően valódi naptári kor www.meetthescientist.hu 16 29

Miért kell a Libby-féle konvencionális 14 C korokat kalibrálni? A természeti jelenségek általában nem állandóak. aktuális ismereteink általában korlátozottak. A Földet érő kozmikus sugárzás intenzitásának ingadozásai. A szén-dioxid óceánokban való oldódásának változásai (hőmérséklet klíma). A légkör szén-dioxid tartalmának változásai. A 14 C felezési ideje ismeretének bizonytalansága. stb stb stb www.meetthescientist.hu 17 29

Emberi hatás: fosszilis szénnel hígítjuk a légkör 14 C tartalmát kőolaj kőszén Fosszilis szén: 14 C mentes szén földgáz www.meetthescientist.hu 18 29

fosszilis CO 2 (ppm) A fosszilis szén mennyisége mérhető a 14 C hígulás mérésével Debrecen, 2008 tél európai háttér felett magyar háttér felett 25 14 C-hígulás 20 15 10 5 Ipari/fosszilis vagy természetes CO 2??? 0 08-Sep 08-Oct 08-Nov 08-Dec 09-Jan 09-Feb 09-Mar 09-Apr hónap www.meetthescientist.hu 19 29

A hígítással ellentétes emberi hatás: mesterségesen is előállítanak 14 C-et 85 Kr 239 Pu 14 C 3 H 90 Sr 129 I 137 Cs www.meetthescientist.hu 20 29

A kísérletek egyezményes betiltásáig (1963): ~ 400 légköri robbantás Össz hatóerő: ~500 Mt TNT ekvivalens www.meetthescientist.hu 21 29

D 14 C ( ) Globális hatás: légköri 14 C atomboma-csúcs 1000 900 Északi félteke (Németország) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Déli félteke (Új-Zéland) -100 1954 1960 1965 1971 1976 1982 1987 1993 1998 www.meetthescientist.hu 22 29

D 14 C ( ) Légköri 14 C atomboma-csúcs : éves pontosságú azonosíthatóság 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0-100 1954 1960 1965 1971 1976 1982 1987 1993 1998 www.meetthescientist.hu 23 29

A 14 C atombomba csúcs az orvostudomány szolgálatában Alkohol metabolizmus tanulmányozása 1,5 dl 1964-es évjáratú konyak elfogyasztása után. Az agyi szövetek fejlődési idejének vizsgálata. www.meetthescientist.hu 24 29

Az új alkalmazásokat sokszor a méréstechnika korlátozza Minta típus szén tartalom (%) - számlálásos aktivitásmérés (LSC, GPC) Izotópszámlálás tömegspektrometria (AMS) faszén, tőzeg 50-90 3-6 g 1-50 mg fa 2-10 30-150 g 10-125 mg szövet, vászon 10-50 6-50 g 2-25 mg 1000 : 1 üledék, talaj 0,2-5 50-1500 g 20 mg -1 g csont, fog 1-5 60-300 g 20-300 mg korall, cseppkő 10 10-30 g 25 mg talajvíz, rétegvíz 0,01 50-500 liter 50-200 ml levegő 0,04 2000-3000 liter 2-3 liter Régészeti kormeghatározáshoz (hiba <0,3%) szükséges mérésidő 1 hét 1 óra www.meetthescientist.hu 25 29

Kezdetben a minta C tartalmát CO 2 formába hozzuk és megtisztítjuk A milligrammos mintamennyiségek tiszta kémiai preparálása nagy kihívás www.meetthescientist.hu 26 29

A gyorsítós tömegspektrométer (AMS) általában grafit mintát mér grafitizáló reakciócella ~ 600 C kemence vezérlő egység ~ 0 C hűtő Debrecenben: 4 db kemence-hűtő páros www.meetthescientist.hu 27 29

Debrecenben is elérhető a legmodernebb 14 C AMS méréstechnika Dedikált 14 C AMS EnvironMICADAS Accelerator Mass Spectrometer (AMS) Alsó méréshatár: 0,3 pmc ~ 50.000 év MTA ATOMKI-ban üzembe helyezve: 2011. június Támogatók: Új Magyarország Fejlesztési Terv (GOP-2.1.1-09/A-2009-2008) Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA MB08-A 81515) www.meetthescientist.hu 28 29

Köszönöm! mmol@atomki.hu www.atomki.hu/hekal www.meetthescientist.hu 29 26

Fulbright ösztöndíjasként Arizónában 2008-ban: www.meetthescientist.hu

grafit kémia US iroda CO 2 gyártás Fulbright ösztöndíjasként Arizónában 2008-ban: www.meetthescientist.hu A nice Lab in UA for AMS 14 C dating

Régi idők Festivals Fegyverek Sivatag Fulbright ösztöndíjasként Arizónában 2008-ban: www.meetthescientist.hu the beautiful Tucson

Peter kollegák Emricks Theresa Fulbright ösztöndíjasként Arizónában 2008-ban: www.meetthescientist.hu nice friends!