Helsingin yliopiston kiihdytinmassaspektrometri on nyt tarkka ja kansainvälisesti kiinnostava

27.11.2014 12:27:13 EET | Helsingin yliopisto | Tiedote

Jaa

Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen materiaalifysiikan osaston TAMIA-hiukkaskiihdytintä käytetään materiaalifysiikan sovelluksissa kuten pintojen karakterisointiin, säteilyvaurioiden tutkimukseen, materiaalin muuttamiseen säteilytyksellä ja näytteiden alkuaineanalyyseihin. Sitä käytetään paljon harvinaisten alkuaine-isotooppien runsaussuhteiden mittaamiseen. Nyt Kumpulassa päivitetty ionilähde mahdollistaa menetelmän, joka on hyödynnettävissä myös biotaloudessa silloin, kun halutaan vähentää fossiilisten materiaalien käyttöä. Kiihdyttimen käyttö erittäin herkkänä massaspektrometrina on soveltavassa fysiikassa kasvava osa-alue.

Kiihdyttimellä saavutettava hiukkasten suuri nopeus mahdollistaa häiritsevien molekyylien poistamisen hiukkassuihkusta törmäyksien avulla. Ei-halutut ionit erotetaan hiukkassuihkusta magneetti- ja sähkökentillä. Tavalliseen massaspektrometriin verrattuna kiihdytinmassaspektrometrillä voidaan mitata yli viisi kertaluokkaa pienempiä pitoisuuksia. Esimerkiksi hiili-14-isotoopin ilmaisukynnys on alle 1/1 000 000 000 000 000, joka vastaa yhtä milligrammaa hiili-14-isotooppia miljoonassa tonnissa tavallista hiiltä.

Kiihdytinjärjestelmän kehitystyö Kumpulan tiedekampuksella kahden viime vuoden aikana on parantanut kiihdytinmassaspektrometrin tarkkuuden parhaimmalle kansainväliselle tasolle. Mittausten tarkkuus on parempi kuin 0.2 prosenttia, mikä mahdollistaa hyvin pienten isotooppisuhteen vaihteluiden havainnoimisen esimerkiksi ilmakehä- ja ympäristönäytteissä, joissa isotooppisuhteen vaihtelut ovat usein 0.5 prosentin luokkaa.

Päästöt ja muu hiilestä lähtevä on mitattavissa

Ilmakehä- ja ympäristötutkimuksessa hiili-14 menetelmää käytetään määrittämään maaperästä tai turpeesta ilmakehään vapautuvan hiilen ikää sekä määrittämään fossiilisen ja uusiutuvat hiilen määrien ja siten päästöjen vaihtelua ilmakehän hiilidioksidissa. Myös arkeologisten näytteiden ajoitus tarkentuu noin viiteentoista vuoteen.

Kiihdyttimen ionilähteen päivitys mahdollistaa lisäksi kaasumaisten hiilidioksidi-näytteiden mittaamisen suoraan ilman merkittävää esikäsittelyä. Merkittävät parannukset palvelevat esimerkiksi Euroopan laajuista ICOS tutkimusinfrastruktuuria (Integrated Carbon Observation System), jossa havainnoidaan tarkasti kasvihuonekaasuja ja hiilen, typen ja veden kiertoa.

Helsingin yliopiston fysiikan laitos ja luonnontieteellinen keskusmuseo (LUOMUS) ovat muodostaneet yhteisen RACAF (RAdioCarbon Analytics Finland) prosessiorganisaation hiili-14 isotoopin mittauksia varten. Organisaatio standardisoi ja akkreditoi biopolttoaineiden ja voimaloiden polttokaasujen bio-osuusmääritysten hiili-14 mittausprosessin tulosten luotettavuuden varmistamiseksi.

Koska fossiilinen polttoaine ei vanhuutensa takia enää sisällä radiohiiltä, radiohiilen havaitseminen kertoo bioperäisen nuoremman aineksen määrän. Menetelmää voidaan hyödyntää fossiilisten materiaalien käytön vähentämisessä kautta koko biotalouden.

Kuvateksti:

Kiihdytinmassaspektrometrin kiinteiden ja kaasumaisten näytteiden ionilähde, josta varatut atomit lähtevät kiihdyttimeen. Kiihdyttimessä molekyylit hajoavat ja harvinaiset varatut hiili-14 atomit erotetaan tavallisista hiili-atomeista magneetti- ja sähkökentillä. Lopulta yksittäiset hiili-14 atomit lasketaan hiukkasilmaisimella.

Kuva: Vesa Palonen

Lisätiedot:

FT Vesa Palonen, tutkija, fysiikan laitos, vesa.palonen@helsinki.fi, 041 530 4719

FT, dosentti Markku Oinonen, yksikönjohtaja, Luonnontieteellinen keskusmuseo (LUOMUS), markku.j.oinonen@helsinki.fi, 050 318 7302

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, tiedottaja, 050 415 0316

Avainsanat

hiukkaskiihdytin Kumpula

Yhteyshenkilöt

Minna Meriläinen-Tenhutiedottaja

Puh:+358 50 415 0316minna.merilainen@helsinki.fiblogs.helsinki.fi/mmerilai/

Kuvat

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Preeria laajeni ja kutistui – uusi tutkimus paljastaa muinaisen ilmastonmuutoksen syyt8.5.2025 07:57:06 EEST | Tiedote

Pohjois-Amerikan pitkä kuivuuskausi heti jääkauden jälkeen on ollut tiedossa jo pitkään. Uusi tutkimus osoittaa, että ankaran ilmaston aiheutti maapallon kiertoradan muutos.

Helsingin yliopisto palkitsi neljä ansiokasta väitöskirjaa6.5.2025 20:00:00 EEST | Tiedote

Mattia Cordiolin, Paavo Huotarin, Ita Puuseppin ja Ina Satokankaan väitöskirjat käsittelivät biopankkeja, Vanhaa Testamenttia, koululaisten matematiikan taitojen kehitystä ja luonnon monimuotoisuutta.

KUTSU 7.-9.5.2025: Kansainväliseen vammaistutkimuksen konferenssiin 700 osallistujaa6.5.2025 10:37:32 EEST | Kutsu

Nordic Network on Disability Research (NNDR), Helsingin yliopisto, Suomen vammaistutkimuksen seura sekä Kehitysvammaliitto järjestävät kansainvälisen vammaistutkimuksen konferenssin 7.–9. toukokuuta Helsingin yliopistossa (Fabianinkatu 33 ja yliopistonkatu 3).

Ovatko maataloudessa käytettävät kasvinsuojeluaineet uhka myös ympäröivälle luonnolle?5.5.2025 12:29:02 EEST | Tiedote

Helsingin yliopiston tutkimus osoitti, että kasvinsuojeluaineilla voi olla negatiivisia vaikutuksia maatalousympäristöissä eläviin lajeihin, jotka eivät ole aineiden varsinaisia kohteita. Vaikutukset kuitenkin vaihtelivat suuresti riippuen testatusta kasvinsuojeluaineesta.

Viikin lehmät kirmasivat laitumelle – lataa riemukkaat videot median käyttöön!3.5.2025 13:26:46 EEST | Tiedote

Suomen urbaaneimmat lehmät ovat kirmanneet iloiten laitumelle Viikin tutkimustilalla ensimmäisen kerran talven jälkeen. Perinteikäs koko perheen tapahtuma keräsi yleisöä laitumen laidalle Helsingin maantieteelliseen keskipisteeseen lauantaina 3.5. arviolta 6 000 henkeä.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme