Page 25 - Packaging 1/2022

TECHNOLOGIE / PLASTY
toda přímo počítá atomy 14C, přítomné ve vzorku, a nemusí proto čekat, až se některé z nich radioaktivně přemění
a emitují ionizující záření.
Oproti zmíněným konvenčním meto- dám je AMS také přesnější. Výsledky analýz mají nejistoty poloviční až čtvrtinové. Konvenční radiometrické metody vzhledem k dlouhému poloča- su přeměny 14C (5 730 let) umožňují během přibližně tří dnů měření pozo- rovat radioaktivní přeměnu jen milion- tiny atomů 14C obsažených v měřeném vzorku, AMS během desítek minut zaznamená několik procent atomů 14C přítomných ve vzorku. Důsledkem je jednak větší rychlost analýzy, větší přesnost a menší chybovost, ale rovněž schopnost pracovat i s velmi malým množstvím vzorku. Podobně jako star- ší metody se i AMS využívá především k radiouhlíkovému datování v archeo- logii a dalších oborech, a zde umí AMS určit stáří například i pouhého jedno- ho makového semínka. AMS vyžaduje ovšem použití poměrně složitého zařízení: částicového urychlovače.
CRL a první česká AMS laboratoř
Ve světě dnes pracuje kolem sto pade- sáti AMS laboratoří. V ČR dosud nebyla žádná. Dva ústavy Akademie věd ČR, Ústav jaderné fyziky a Archeologický ústav Praha, ovšem již delší dobu provozují radiouhlíkovou laboratoř pod mezinárodním kódem CRL, sídlící na okraji areálu pražské nemocnice
Na Bulovce. CRL v posledních deseti letech vyvinula metody, jimiž je schop- na vzorek pro AMS měření připravit. Vzorek pak zasílá k proměření do AMS laboratoří v zahraničí, nejčastěji vy- užívá AMS laboratoř HEKAL v jader- ném ústavu ATOMKI v maďarském Debrecínu, ale spolupráce probíhá
i s laboratořemi ve Vídni, v Bratislavě či až v daleké Arizoně (USA). Výsledek měření na AMS urychlovači se pak vrací do CRL, která jej zpracuje do fi- nální podoby výstupního protokolu
o analýze nebo datování. CRL působí mimo jiné i v oblasti komerční analýzy biopaliv a úspěšně již provedla i ně- kolik analýz bioplastů, naposledy šlo
o epoxidovou pryskyřici. Pomocí AMS analýzy 14C je tedy schopna ověřit, zda výrobcem deklarovaný podíl bio- složky odpovídá skutečnému obsahu biouhlíku.
Už dnes tedy máme v ČR pracoviště, které je schopno zmíněnou službu
komerčně poskytnout, byť tento postup vyžaduje zahraniční mezifázi. Brzy nás ovšem čeká průlom, který celý postup výrazně urychlí a zřejmě i zlev- ní. Nákladem zhruba půl miliardy korun totiž v areálu Ústavu jaderné fyziky v Řeži u Prahy vznikla v rámci projektu RAMSES první česká AMS laboratoř, kam se zčásti přesune i stá- vající agenda radiouhlíkové laboratoře CRL. Vzhledem k tomu, že jde o projekt velké výzkumné infrastruktury, pod- pořený Ministerstvem školství (MŠMT) a Evropskými strukturálními a inves- tičními fondy EU, bude nová laboratoř moci komerčně poskytovat AMS analý- zy až od okamžiku, kdy přejde do tzv. fáze udržitelnosti. K tomu by podle současných plánů mělo dojít zhruba
za rok, v březnu 2023. Stavba labora- toře samotné a instalace AMS urych- lovače v ní byla dokončena na konci roku 2021, provoz zahájí v nejbližších měsících.
Jejím jádrem je zařízení MILEA, nejmo- dernější lineární urychlovač iontů švý- carského výrobce IonPlus – dodejme, že mezi špičkové hlavní komponenty stroje ovšem patří i vakuová komora české společnosti Vakuum Praha. Název MILEA je zkratkou pro Multi- -Isotopic Low-Energy AMS, tedy nízko- energetický AMS urychlovač (s pra- covním napětím do 0,3 MV), schopný analyzovat vícero izotopů různých prvků s dlouhým poločasem přeměny – přestože větší část práce na světových AMS urychlovačích tvoří právě analýzy 14C a bude tomu tak zřejmě i v případě českého pracoviště. MILEA je velmi
kompaktní: zařízení samotné má pů- dorys jen asi 6,7×3,6 m a jeho hmotnost činí zhruba 15 tun. K vybavení labo- ratoře patří i řada dalších zařízení pro zpracování vzorků a přípravu terčíků pro AMS i pro doplňující analýzy – jde hlavně o rozhraní pro měření plynných vzorků 14CO2/CO2 (které umožní měřit vzorky uhlíku o hmotnosti pouhých desítek mikrogramů), hmotnostní spektrometr pro analýzy stabilních izotopů, preparativní plynový chro- matograf, prvkový analyzátor a tzv. čistou laboratoř, tedy místnost s velmi čistým režimem provozu a minimál-
ní prašností podle mezinárodních standardů. Zmiňme rovněž ekologické řešení klimatizace a vytápění budovy, využívající rekuperaci odpadního tepla ze zařízení MILEA.
RAMSES není jen faraón
Vybudování a provozování první české AMS laboratoře je výsledkem projektu RAMSES. Pod tímto akronymem se skrývá plný název „Výzkum ultra- stopových izotopů a jejich využití
v sociálních a environmentálních vědách urychlovačovou hmotnostní spektrometrií“. Projekt, financovaný MŠMT ČR a Evropskými strukturál- ními a investičními fondy, je veden již zmíněným Ústavem jaderné fyziky. Jeho partnery jsou rovněž již zmíně- ný Archeologický ústav AV ČR Praha (ARÚP) a Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze (FJFI). Po- drobnější informace o tomto projektu zájemci najdou na webových strán- kách ramses-project.cz.
PACKAGING 1/2022 25