Zahlavi

About the project

Výzkum ultrastopových izotopů a jejich využití v sociálních a environmentálních vědách urychlovačovou hmotnostní spektrometrií (RAMSES)

ramses-Vizualizace_bez_nápisů

Vybudování první AMS laboratoře v České republice - Rozšíření infrastruktury CANAM v rekonstruované budově bývalého Van de Graaffova urychlovače v areálu ÚJF AV ČR v Řeži

Urychlovačová hmotnostní spektrometrie (AMS), nejcitlivější metoda pro stanovení ultrastopových hladin izotopů (s detekčními limity až o šest řádů nižšími než při klasické radiometrické metodě pomocí detekce rozpadu), v České republice stále chybí, a to i přes značné prostředky investované do excelentního vědeckého a technologického výzkumu. Údaje o ultrastopových hladinách izotopů tak lze získat pouze v omezeném rozsahu v laboratořích AMS v zahraničí.

Tuto mezeru má překlenout vybudování nové laboratoře AMS v rámci projektu RAMSES, jehož cílem bude rozšířit výzkumnou infrastrukturu Centra urychlovačů a jaderných analytických metod (CANAM) v ÚJF AV ČR v Řeži. Nová laboratoř se zaměří na výzkum využívající izotopu uhlíku 14C, výzkum aktinidů a kosmogenních radionuklidů.

Měření 14C umožní dosáhnout následujících cílů: stanovení 14C pro radiouhlíkové datování v archeologii, klimatologii a paleoekologii do 50 000 let v minulosti, měření emisí 14C v okolí jaderných elektráren, ověření podílu uhlíku z fosilních zdrojů v motorových palivech, spalinách, potravinách, farmacii a kosmetických materiálech.

Oblasti zájmu aktinidového výzkumu se většinou týkají zdrojů aktinidů a jejich chování v životním prostředí a monitorování antropogenních činností, zejména v oblasti palivového cyklu jaderných elektráren, výroby a testování jaderných zbraní a nedovoleného obchodování s jadernými materiály (Záruky o nešíření jaderných zbraní a materiálů).

Stanovení kosmogenních radionuklidů 10Be a 26Al bude použito jako radiometrické hodiny pro stanovení absolutního časového měřítka pro environmentální události kvartérního období v biologii, klimatologii, geografii a geologii, které poskytují znalosti potřebné pro rekonstrukci minulých environmentálních podmínek v globálním měřítku a stanovení rozsahů i typů lokálních i globálních procesů, jako jsou eroze, ukládání sedimentů, utváření půd a vývoj krajiny. Tyto dva izotopy jsou také jedinečným nástrojem pro určování stáří meteoritů.

Cílem projektu je umožnit a uskutečnit multidisciplinární výzkum a rozšířit výzkumná témata, která budou zkoumána v nové laboratoři AMS. Projekt zahrnuje i rekonstrukci objektu v areálu ÚJF v Řeži, instalaci nového AMS urychlovače středního výkonu (0,3 MW) a vybavení nových laboratoří. Dalším krokem bude aplikace popsaných i zdokonalených postupů pro přípravu vzorků pro stanovení 14C, dalších kosmogenních radionuklidů (10Be a 26Al) a vybraných aktinidů pro multidisciplinární aplikace uvedené výše. K naplnění všech výše uvedených cílů bude laboratoř AMS spolupracovat se čtyřmi renomovanými laboratořemi AMS v zahraničí, které budou sloužit jako strategičtí partneři projektu.

Projekt reg. č. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000728: „RAMSES - Výzkum ultrastopových izotopů a jejich využití v sociálních a environmentálních vědách urychlovačovou hmotnostní spektrometrií“ je financován z prostředků MŠMT a Evropské unie - Evropských strukturálních a investičních fondů, Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání.

Klíčové aktivity:

  1. Podpora výzkumu v oblasti stanovení 14C a radiouhlíkového datování
  2. Podpora výzkumu v oblasti stanovení vybraných aktinidů a štěpných produktů
  3. Podpora výzkumu v oblasti stanovení kosmogenních radionuklidů
  4. Rozšíření a modernizace výzkumné infrastruktury
  5. Rozvoj výzkumného týmu
  6. Mezinárodní spolupráce
  7. Projektový management

 

Vědecký obsah:

Stanovení dlouhodobých radionuklidů 14C, 10Be, 26Al, aktinidů a štěpných produktů v hladinách nebo množstvích až o 10-6 nižších ve srovnání s radiometrickou metodou detekce rozpadu

Aplikace měření 14C pro:

  • Radiouhlíkové datování v archeologii, paleoekologii a dalších oborech
  • Datování pomocí tzv. bombového píku pro ochranu životního prostředí a forenzní aplikace
  • Environmentální a geologické studie, detekce environmentálních změn 14C v ovzduší a v blízkosti jaderných elektráren
  • Environmentální úrovně 14CO2 a 14C v ovzduší (referenční hodnoty pozadí)
  • Tzv. „zelený“ versus fosilní uhlík 14C v motorových palivech (HVO), léčivech, potravinách a chemickém průmyslu
  • Výzkum léčiv označených mikrodávkami 14C

Aplikace měření 10Be a 26Al pro:

  • Studie geochemie a paleoklimatických změn (sedimenty, skály, ledovce,…)
  • Určení stáří meteoritů a jiných materiálů kosmického původu

Aplikace měření aktinidů a štěpných produktů pro:

  • Geochronologii, environmentální kontrolu a monitoring
  • Výzkum přirozeného výskytu aktinidů nebo jejich výskytu v důsledku lidské činnosti (výroba a použití jaderných materiálů)
  • Jaderný forenzní výzkum a analýzy pro Záruky o nešíření jaderných zbraní a materiálů

eu-msmt