lu.se

Kärnfysik

Lunds universitet

Geovetenskap

Inledning

Med acceleratorbaserad jonstråleanalys och ett speciellt utformat jonoptiskt system som medger fokusering av jonstrålen till enstaka tusendels millimeter eller mindre kan grundämnes-sammansättningen i ett tunt ytlager bestämmas. Den höga känsligheten och möjligheten till kvantitativ analys gör att metoden är mycket användbar för många delområden inom geovetenskapens. Den analysteknik som traditionellt använts i dessa sammanhang är PIXE där man mäter antalet karakteristiska röntgenstrålar från provet och på så sätt bestämmer grundämnesinnehållet. I detta projekt har vi vidareutvecklat analysmetoderna, och har främst inriktat oss på olika former av kärnreaktionsanalys. Anledningen är att de lättaste grundämnen i naturen inte går att studera med PIXE, samtidigt som de är av ett mycket stort geovetenskapligt intresse. Dessutom möjliggör kärnreaktionsanalys även analys av isotoper vilket inte är möjligt med PIXE. 

Frågeställning

I denna tvärvetenskapliga forskning försöker vi kombinera några av de senaste landvinningarna inom den experimentella kärnfysiken med direkta tillämpningar inom geovetenskap. Den teknik som används är olika typer av kärnreaktionsanalys studerat med en 2000 kanals partikeldetektor, en sk DSSSD (double sided silicon strip detector) och användningsområdet är grundämnesanalys av de lättaste elementen och dess isotoper i det periodiska systemet. 

Väte: Under senare år har man upptäckt att väte återfinns i de flesta ohydrerade mineraler, och den geologiska problemställningen här är att studera vätehalt och fördelning i huvudmineralen i manteln. För detta har vi utvecklat en speciell teknik som ger oss möjlighet att titta ner under ytan på det analyserade provet. 

Väteisotoper: Ett detektorsystem skall utvecklas för att i framtiden möjliggöra mätning av isotopvariationer i vårt lättaste grundämne väte. Tanken är att studierna av isotophalter så småningom skall användas bl.a. för att studera masstransporter under jordens utveckling och för att bestämma relativa isotophalter.

Bor: Bor har visat sig vara ett mycket viktigare grundämne i bergsbildningsprocessen än vad man tidigare antog. I detta delprojekt fortsätter vi undersökningen av silikater från miljöer med olika tryck och temperatur. Se även en studie för att optimera analyserna.

Kol: En viktig komponent i förståelsen av mikrofossiler och deras ursprung är isotopsammansättningen, och då bland annat kolisotoperna. I detta projekt är ett detektorsystem under utveckling för mätning av isotopförhållandet mellan kol-12 och kol-13 med mycket hög precision. 

Syre: Genom isotopanalys avser vi att klassificera rester från olika typer av meteoriter, så kallade kromitkorn, speciellt med inriktning mot fossila meteoritfynd.

Sidansvarig: