Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
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Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
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An introduction into absolute isotope ratios is given, with application fields ranging from fundamental science to geochronology and forensics. This is followed by a proposal for developing new calibration approaches for obtaining absolute isotope ratios at unrivaled uncertainty levels. This new developments will set the basis for improvements in all scientific fields.
Detector deadtime
(2023)
Determination of absolute (SI‐traceable) isotope ratios: The use of Gravimetric Isotope Mixtures
(2023)
The presentation is brief overview on how to use gravimetric isotope mixtures to determine SI traceable isotope ratios. There is no mass spectrometer on earth that directly measures isotope ratios. Mass spectrometers will always measure signal intensity ratios instead. The actual problem is that the measured intensity ratios differ more or less from the isotope ratios. The difference can be up to more than 10 % in case of lithium while it‘s below 1 % in case of the heavier elements like lead or uranium. Consequently, the signal intensity ratios are expressed for example in V/V depending on the type of mass spectrometer you are using, while the isotope ratios are expressed in mol/mol. This phenomenon is called Instrumental Isotopic Fractionation (or short IIF) but the more common name is still mass bias (even though this name is not entirely correct). To convert the measured into the isotope ratio usually a simple multiplication with a so-called correction (or short K) factor is done. Therefore, the problem is to determine the K factor. In absence of isotope reference materials the golden route is via gravimetric isotope mixtures, which will be explained within the presentation.
Technologie-kritische Elemente (TCE) sind unentbehrliche Materialien für High-Tech Produkte wie Smartphones, Notebooks und Monitors. Ihr Bedarf wird voraussichtlich aufgrund des gesellschaftlichen Wandels hin zu einer grünen Ökonomie exponentiell ansteigen. Dieser Wandel wird vor allem auch durch erneuerbare Energien und Elektromobilität geprägt (European Green Deal). Diese Entwicklung in Verbindung mit einer nahezu fehlenden TCE Produktion in Europa setzt den Markt unter Druck und führt zu steigenden Preisen. Die Sicherung des TCE Nachschubs wurde in der gegenwärtigen Gesundheitskrise noch dringender und wurde daher auch zu einem der Hauptthemen des COVID-19 Recovery Plan, der eine Stärkung der europäischen Resilienz und Autonomie zum Ziel hat. Ein nachhaltige Lösung ist das Recycling der Abfall- bzw. Wertstoffe und letztendlich eine Circular Economy. Allerdings ist die Analyse von Abfallströmen schwierig und erfordert geeignete analytische Lösungen, die SI-rückführbare und somit vergleichbare Messergebnisse im gesamten Recyclingprozess ermöglichen. Die dafür erforderlichen, für TCE zertifizierte, Referenzmaterialien und nötige standardisierte Verfahren fehlen bisher nahezu vollständig. In diesem Beitrag werden die analytischen Herausforderungen, wie z.B. die extreme Heterogenität der Materialien, Schwierigkeiten beim Probenaufschluss und das Fehlen von Referenzmaterialien diskutiert. Und es wird das EMPIR-Projekt MetroCycleEU vorgestellt, dessen Ziel es ist Referenz- und Routineverfahren für ausgewählte TCE (Co, Ga, Ge, In, Ta, Nd, Pr, Dy, Gd, La, Au, Pt, Pd, Rh) zu entwickeln und Referenzmaterialien für Platinen, LEDs und Li-Batterien bereitzustellen.
IRWG strategy update
(2023)
Isotope Ratio Analysis
(2023)