Collision Cell Multicollector ICPMS/MS

• Subject Area: Mineralogy, Petrology and Geochemistry
• Term: Funded in 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 505115195

Für das Institut für Geologie und Mineralogie an der Universität zu Köln wird hier ein Multikollektor ICP Massenspektrometer mit Kollisionszelle und Massenvorfilter beantragt (Kollisionszellen-MC-ICPMS/MS). Der Antrag basiert auf der Zusage der Universität an den federführenden Antragsteller, Prof. Carsten Münker, ein 15 Jahre altes, stark reparaturanfälliges Gerät im Großgeräteprogramm nach Art. 91b GG zu ersetzen. Durch mittlerweile verfügbare und sehr signifikante instrumentelle Neuentwicklungen würde es damit den beteiligten Arbeitsgruppen ermöglicht werden, wissenschaftlich neue Pfade zu beschreiten. Die wesentlichste instrumentelle Neuentwicklung ist dabei die erstmalige Verwendung eines Sektorfeld-Massenvorfilters in Kombination mit einer Kollisions/Reaktionszelle in einer Multikollektor ICPMS. Durch diese innovative Kombination können störende Interferenzen gezielt ausgeblendet oder substantiell verringert werden und das Vakuum und damit die Abundance Sensitivity im Detektorbereich wesentlich verbessert werden. Dadurch werden z.B. erstmals praktisch interferenzfreie und hochpräzise in situ Datierungen mit den auf β-Zerfällen basierenden radiogenen Isotopensystemen Rb-Sr und Lu-Hf möglich. Diese sollen durch eine Kopplung mit dem in Köln bereits vorhandenen 193nm Excimer-Laserablationssystem durchgeführt werden. Ebenso werden durch die neue Technik störungsfreie und damit akkuratere in situ Messungen von Sr und Pb Isotopen in einigen relevanten Silikatmineralen möglich. Das Instrument soll zudem für nachweisstarke Isotopenmessungen an verschiedenartigen Geomaterialien benutzt werden, die von Meteoriten über Silikatgesteine, Karbonate, Böden und Wässer reichen, aber auch archäologische Proben umfassen. Zu den technischen Neuerungen zählt auch ein wesentlich verbessertes Faraday-Multikollektorsystem bei dem eine größere Zahl an Verstärkern mit 1013, 1011 und 1010 Ohm Widerständen flexibel verwendet werden kann. Die flexible Verwendung der empfindlichen 1013 Ohm Widerstände erlaubt präzise Hf und Nd Isotopenmessungen an deutlich kleineren Probenmengen und ermöglicht damit neue Anwendungen in der Geochronologie, der magmatischen Geochemie und der Untersuchung von Karbonaten und Wässern. Mit der Option deutlich mehr Faraday Detektoren flexibler verwenden zu können, wird es möglich sein, Isotopenverhältnisse von Elementen mit vielen Isotopen (z.B. Sn, Cd) mit einer einzigen Kollektorkonfiguration präziser zu messen. Ebenso können U-Serien und Pu Isotope mit einer neuen Multi-Ionenzählerkonfiguration jetzt statisch gemessen werden. Dafür sind vor allem die geringe Abundance Sensitivity des neuartigen Kollisionszellen-MC-ICPMS/MS und der Einsatz von 1013 Ohm Verstärkern für Messungen von 230Th und 234U von Vorteil.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: Kollisionszellen-Multikollektor ICPMS/MS
• Instrumentation Group: 1700 Massenspektrometer
• Applicant Institution: Universität zu Köln
• Leader: Professor Dr. Carsten Münker