En atomaccelerator til 17 millioner kroner er netop ankommet til Aarhus Universitet.
I øjeblikket er teknikere ved at opstille og klargøre apparatet, og lektor Jan Heinemeier fortæller, at der er stor begejstring blandt forskerne på stedet.
»Vi er fuldstændig overexciterede. Vi er som små børn juleaften, for vi står med noget af det mest fantastisk lækre teknologi foran os,« fortæller lektor Jan Heinemeier, som er leder af AMS 14C Dateringscenteret ved Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.
Han er en af hovedkræfterne bag tre års arbejde for at få en ny atomaccelerator til Aarhus.
Skal sætte alder på menneskeknogler
Den nye atomaccelerator skal primært bruges til at lave præcise kulstof 14-dateringer, og ifølge Jan Heinemeier er maskinen den mest avancerede af sin art.
Maskinen har eksempelvis kun brug for små prøvemængder for at kunne bestemme alderen på gamle menneskeknogler, spyd fra jernalderen, mammut-skeletter, vikingeskibe eller helt andre genstande, som skal dateres.
»I gamle dage lavede man kulstof 14-dateringer ved at bruge en Geigertæller, som kunne måle radioaktivt henfald fra den prøve, som man ville bestemme alderen på. Men det var uhyre ineffektivt.«
»Derfor har atomacceleratorer som denne her revolutioneret hele kulstof 14-dateringen. Nu kan man klare sig med 10.000 gange mindre prøvestof end tidligere. Det er det, som er så vildt,« siger Jan Heinemeier.
Isotopers vægt hjælper med at afgøre alder
Ved en kulstof 14 datering bruger man et materiales indhold af kulstof 14 til at fastsætte, hvor gammelt materialet er.
Et kulstofmolekyle findes hovedsageligt i en form (isotop), hvor det vejer enten 12 eller 13 atommasseenheder (en atommasseenhed svarer til vægten på det mindste atom, brint).
Men en meget lille del af kulstofmolekylerne i Jordens atmosfære vejer 14 atommasseenheder – og det er disse såkaldte kulstof 14-isotoper, som er af afgørende betydning for, at forskerne kan bestemme en genstands alder.
»I vores maskine udnytter man, at kulstof 14 vejer 14 atommasseenheder. Maskinen kan kende forskel på de forskellige kulstof-isotoper ved at sortere dem efter vægt – altså efter om de vejer 12, 13 eller 14 atommasseenheder. Kulstof 14 er så uhyre sjælden, at det kræver mange magnetfelter og høje spændinger at gøre det,« siger Jan Heinemeier.
Maskinen har spænding på 1 mio. volt
Når den nye atomaccelerator skal sortere kulstof-isotoperne efter vægt, sker det med en elektrisk spænding på op til en million volt.
Tidligere havde Aarhus Universitet en atomaccelerator med en spænding på fem millioner volt, men den gik i stykker i 2010 i forbindelse med ombygninger på universitetet. Selvom den nye maskine altså har en lavere spænding end den gamle, betyder det langt fra, at det nye udstyr er mindre effektivt, fortæller Jan Heinemeier.
»Der er kommet meget mere sofistikerede og effektive metoder, siden vi fik den gamle maskine. Den nye repræsenterer det ypperste i verden inden for denne her størrelse og kategori af acceleratorer,« siger Jan Heinemeier.
Både politi og arkæologer vil bruge maskinen
AMS 14C Dateringscenteret på Aarhus Universitet er nationalt center for kulstof 14-datering, og det betyder, at centret samarbejder med en lang række vidt forskellige forskere og institutioner, som skal have fastsat alderen på diverse genstande.
»Vi kan for eksempel få retsmedicinske opgaver. Hvis nogen finder et kranium ude i skoven, så bliver politiet tilkaldt, og så skal de selvfølgelig finde ud af, om der er tale om et arkæologisk fund, eller om er der er sket en forbrydelse. Der kan vi med meget stor nøjagtighed sige, om der er tale om en person, som er død inden for de sidste 50 år,« siger Jan Heinemeier.
\ Fakta
Aarhus Universitet har netop modtaget en ny atomaccelerator Apparatet skal afløse en atomaccelerator fra 1970’erne, som gik i stykker i 2010. Atomacceleratoren er det eneste af sin art i Danmark og skal hovedsageligt benyttes til kulstof 14-datering og bestemmelser af beryllium-10. Kulstof 14-datering er en metode til at bestemme alderen på organisk materiale. Et materiales indhold af kulstof, kan røbe alderen på materialet ud fra oplysninger om den procentvise fordeling af kulstof-14-isotopen i forhold til andre kulstof-isotoper i materialet. Udover at måle materialers indhold af kulstof-14 kan maskinen måle indholdet af radioaktive isotoper fra syv andre forskellige stoffer: Brint, beryllium, aluminium, calcium, jod, plutonium og uran. Kilde: Jan Heinemeier
Herudover bliver kulstof 14-dateringen brugt af forskningsfelter lige fra geologi til medicin, geofysik, kortlægning af klimahistorien, arkæologi og lignende. Ifølge Jan Heinemeier får forskerne i Aarhus også »en masse opgaver fra udlandet.«
Maskinen skal kortlægge Solens historie
Den nye atomaccelerator skal dog ikke kun bruges til kulstof 14-datering. Ud over kulstof kan acceleratoren også analysere prøver for at finde indholdet af uhyre sjældne isotoper fra syv andre forskellige stoffer.
For eksempel kan teknologien finde frem til indholdet af Berylium 10-isotopen i iskerneboringer eller i prøver fra søbunden.
»Det kan bruges til at kortlægge Solens historie med en meget stor nøjagtighed. Mængden af Berylium 10-isotopen i prøverne er et udtryk for, hvordan solens aktivitet har været gennem tiden.«
»Det er jo noget, som man diskuterer meget i dag i forbindelse med klimaforandringer,« siger Jan Heinemeier.
Fik stor rabat på teknologien
Den nye maskine er fremstillet af et hollandsk firma, som ifølge Jan Heinemeier er det ene af to firmaer i verden, som er i stand til at fremstille denne type atomacceleratorer.
»Vi fik en meget stor rabat på prisen - simpelthen fordi vi er kendt i resten af verden inden for det her felt. Så det hollandske firma ville meget gerne have et apparat stående hos os,« siger Jan Heinemeier.
Aarhus Universitet er ifølge Jan Heinemeier det eneste sted i Danmark, som har en atomaccelerator til det formål, som man kalder accelerator-massespektrometri (AMS).
Men selvom den nytilkomne teknologi er yderst avanceret, er apparatet ikke det mest avancerede i verden.
»Noget af det mest avancerede er en meget stor accelerator, som står i Dresden i det gamle Østtyskland. Vores maskine kan mange af de samme ting som deres, men de kan for eksempel analysere Klor-36-isotopen.«
»Det kan vi ikke på nuværende tidspunkt, men vi har indbygget plads til, at vi kan sætte en enhed på, som vil kunne gøre det i fremtiden, hvis vi får indsamlet penge til det,« siger Jan Heinemeier.
Vil først være i gang om et halvt år
Jan Heinemeier forklarer, at indholdet af Klor 36-isotoper blandt andet kan bruges til at bestemme, hvornår og hvor længe en klippe har været eksponeret for kosmisk stråling.
Det giver forskerne oplysninger om, hvornår igennem historien, at klippen har været fritlagt for gletcheris, og dermed kan man bruge analysen til klimaforskning.
Forskerne i Aarhus regner med, at den nye maskine vil sende sin første atomstråle igennem et prøvemateriale i begyndelsen af december.
Men ifølge Jan Heinemeier vil apparaturet formentlig først være rigtigt oppe at køre om et halvt års tid, fordi det tager tid at justere og teste teknologien.
En ny atomaccelerator er ankommet til Aarhus Universitet og er ved at blive klargjort til brug. (Foto: Jan Heinemeier)
Atomacceleratoren er ankommet til Aarhus fra Holland i tre store lastbiler. (Foto: Jan Heinemeier)
Maskinen har kostet 17 mio. kroner. Her er den ved at blive flyttet på plads (Foto: Jan Heinemeier)
Nogle af medarbejderne foran atomacceleratoren - selve tanken vejer 3 tons. Yderst til højre Jan Heinemeier, som er leder af AMS 14C Dateringscenteret. (Foto: Jan Heinemeier)
Atomacceleratoren står i kælderen under Institut for Fysik og Astronomi på Ny Munkegade i Aarhus. Her stod den gamle accelerator også. (Foto: Jan Heinemeier)
På billedet ses selve tanken til atomacceleratoren som en hvid tank i midten. Lige bag tanken står en stor spole, mens den større, hvide genstand foran (og til højre) for tanken er en magnet med en vægt på 4-5 tons. Til venstre for magneten ses to tromler, der tjener som ionkilder til apparaturet. (Foto: Jan Heinemeier)
