Единственный российский ускорительный масс-спектрометр сертифицирован на международном уровне
В сентябре 2022 года в г. Цюрих (Швейцария) состоялась научная конференция, на которой были подведены результаты «всемирного экзамена» лабораторий, занимающихся ускорительной масс-спектроскопией (УМС), запущенного университетом Глазго летом 2021 года. Из 140 мировых ускорительных масс-спектрометров в конкурсе принимали участие только 70, и лишь 55 лабораторий, включая Центр коллективного пользования научным оборудованием «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-ННЦ» (ЦКП УМС НГУ-ННЦ), успешно его прошли. Данные о радиоуглеродном датировании 17 различных образцов международного кросс-тестирования (GIRI) показали 100%-ое попадание в «ответы экзаменационных задач».
— 17 образцов международного кросс-тестирования – ячменную шелуху, древесину, целлюлозу, отдельные годичные кольца, китовую кость, гуминовые кислоты – мы обработали, подготовили и проанализировали в трех независимых сериях экспериментов, предполагающих сочетание подготовки мишеней для УМС российским (ACS) и швейцарским (AGE-3) стендом графитизации, а также проведение эксперимента на уникальной научной установке «Ускорительный масс-спектрометр ИЯФ СО РАН» (УНУ УМС ИЯФ) и зарубежном масс-спектрометре (MICADAS): 1) AGE-3 + MICADAS, 2) ACS + MICADAS, 3) AGE-3 + УНУ УМС ИЯФ. Во всех трех экспериментах результаты расходились с допустимой для метода радиоуглеродного датирования погрешностью, — рассказала кандидат химических наук, доцент Факультета естественных наук Новосибирского государственного университета, директор ЦКП УМС НГУ-ННЦ Екатерина Пархомчук.
Чтобы провести процедуру радиоуглеродного датирования образцов, ученым было необходимо подготовить так называемые «мишени» для ускорительной масс-спектрометрии, представляющие собой прессованный графит. Графит готовится из предварительно обработанных образцов: сначала объект очищается от множества примесей различного состава (микроорганизмов, жиров, пигментов, гуминовых кислот из почвы), а затем из него выделяется именно то вещество, которое сформировалось во время жизни объекта. Например, целлюлоза – из древесины, в которой еще находится лигнин, смолы, соки и др.; коллаген – из кости и т.д.
Следует отметить, что в одном из экспериментов (ACS + MICADAS) наши ученые использовали установку абсорбционно-каталитической графитизации, включающую каталитическое сжигание образца, селективную сорбцию СО2 и удаление остальных газов вакуумированием, за которыми следует восстановление СО2 водородом до графита. Хотя для физических химиков данный метод зауглероживания является хорошо знакомым, например, в процессе получения водорода, новосибирские ученые применили его для радиоуглеродного датирования впервые в мире.
Фото НГУ