Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg

Laboratorium für Geochronologie

Im Neuenheimer Feld 234
69120 Heidelberg

Helium-Massenspektrometrie

Gaslabor zur Helium-Massenspektrometrie

U(Th)/He-Methode
Die U(Th)/He-Methode ist die älteste radioaktive Datierungsmethode, Sie beruht auf den Zerfallsreihen der Elemente U und Th. Beim Zerfall dieser Elemente in die jeweiligen Bleiisotope werden zwischen 6 und 8 He-Teilchen frei. Diese fangen sich zwei Elektronen ein und bleiben als He-Atome im Mineral. Die Methode geriet nach dem 2.Weltkrieg in Vergessenheit, da sie durch unbestimmbare He-Verluste oft keine konkordanten Alter ergab. Trotzdem ist sie in Bereichen, in denen es keine andere Datierungsmethode gibt, ein wichtiges Hilfsmittel der Geochronologie.


Am LFG werden zur Zeit systematische Untersuchungen zur Tauglichkeit von Hämatit und Goethit als U(Th)/He-Chronometer durchgeführt. Speziell wurden am LFG bereits Hämatite des Schwarzwalds, des Saarlands, des "Eisernen Vierecks" und von der Insel Elba datiert.

He-Massenspektrometer-Apparatur
Die wichtigsten Bauteile der Meßapparatur sind folgende:
Ofen: Es handelt sich um einen doppelwandigen ohmschen Ofen. Die Heizelemente sind aus 0,75 µm-dicken Tantalblechen. Über eine Thyristorschaltung wird der Ofen mit 200 mA und 12,5 V versorgt.
Reinigungsteil: Um den Druck während der Messung auf <10-5 mbar zu halten muß das Meßgas von unedlen Gasen befreit werden. Dies geschieht mit Hilfe dreier Ti-Getter und eines Cu/CuO-Getters. Das Argon in der Probe wird auf mit flüssigem Stickstoff gekühlte Aktivkohle gezogen.
Pumpstand: Das Vakuum wird durch eine Turbomolekularpumpe der Firma Balzers erzeugt. Ihr dient als Vorpumpe eine Öldiffussionspumpe.
Massenspektrometer: Zur Analyse benutzen wir das Massenspektrometer GA 40 der Firma Veeco. Es handelt sich um ein 60°-Sektorfeldmassenspektrometer mit Permanentmagnet, d.h. der Massenbereich wird durch Änderung der Beschleungigungsspannung eingestellt. Zum Nachweis dient ein Sekundärelektronenvervielfacher.

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