Aus der Forschung
Blick in die Halle des 6MV-Beschleunigers am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Bild: Oliver Killig
Tonnenschweres Gerät für nanogrammgenaue Messungen
Am 9. Mai 2012 zog ein tonnenschweres Sekundärionen-Massenspektrometer (SIMS) per Schwertransporter vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ Potsdam zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) um. Die beiden Helmholtz-Schwestereinrichtungen beginnen damit eine enge Kooperation, die in Zukunft noch weitere Helmholtz-Forschungszentren und Universitäten umfassen soll. Bereits 2013 wird ein neues Gerät im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig aufgebaut, um biologische Prozesse in der menschlichen Umwelt zu untersuchen. Damit die recht hohe Investition an den drei Helmholtz-Zentren effizient betrieben werden kann, ist zudem eine Vernetzung auf Basis eines neuartigen Fernsteuerprotokolls geplant. Ab 2015 sollen die Geräte weltweit für die Forschung zur Verfügung stehen.
Die Sekundärionen-Massenspektrometrie ist eine der wichtigsten Mikromessmethoden, um die Konzentration von Spurenelementen zu bestimmen. Zunächst werden Ionen auf eine Probenoberfläche gelenkt, dabei wird Material abgetragen, das teilweise wieder ionisiert wird. Diese Sekundärionen untersucht man im Massenspektrometer.
Das GFZ betreibt seit 1998 ein SIMS und wird ab Winter 2012 mit einem neuen Gerät fünf Mal genauer und zehn Mal schneller messen können. Am HZDR wird das SIMS an einen hochenergetischen Tandembeschleuniger angeschlossen, was die Nachweisgrenzen um den Faktor hundert bis tausend erhöht und so eine ultrasensitive Bestimmung von stabilen Elementen und Isotopen ermöglicht. Ein vergleichbares Super-SIMS existiert bisher weltweit nur an der ETH Zürich.
In Dresden steht das neue Super-SIMS dem Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie zur Verfügung – einer gemeinsamen Einrichtung von HZDR und TU Bergakademie Freiberg. Damit können feinstverteilte Spurenmetalle in Lagerstätten nachgewiesen werden, das Messgerät wird aber auch bei der Aufbereitung, Veredelung und beim Recycling von metallischen und mineralischen Rohstoffen eingesetzt.
