«Наука в Сибири» УСКОРИТЕЛЬНАЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ
|
Вот с таким настроем на новые методы и объекты исследований я отправился на AMS-11. Конференции по AMS проводятся с 1978 г. регулярно, раз в три года и собирают несколько сотен участников. Так совпало, что в этом году отмечается 30 лет существования AMS метода; если быть более точным, то в 1977 г. (31 год назад) опубликованы первые работы, в которых была показана возможность прямого измерения содержания космогенных изотопов методом масс-спектрометрии. Этому событию была посвящена специальная сессия на AMS-11, где о начальном периоде исследований поведали ветераны AMS — ученые из США, Канады и Франции.
В работе конференции приняли участие около 320 ученых из 29 стран Европы, Америки, Азии, Африки, Австралии и Новой Зеландии. В оргкомитет было подано 330 тезисов докладов, из которых 75 были заслушаны на заседаниях секций, а 255 обсуждены как стендовые сообщения. Представленные на AMS-11 материалы после рецензирования будут опубликованы в специальном выпуске журнала «Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. Section B» издательства Elsevier (по данным за 2006 г. импакт-фактор издания равен 0,95).
В настоящее время в мире активно работает около 65 AMS лабораторий (не считая исследований биомедицинского плана). Производительности некоторых из них можно только позавидовать — так, в одной из старейших в мире AMS лабораторий в Университете Аризоны (г. Тусон, США), где мне в течение 1997-2008 гг. удалось проработать в общей сложности около двух лет, в 2007 г. было сделано 6300 измерений изотопов
Интерес к AMS-11 со стороны представителей российской науки объясняется еще и тем, что Сибирское отделение РАН в последние годы также стало заниматься вопросами, связанными с созданием технологии AMS. По словам Е. Л. Гольдберга, руководителя Центра коллективного пользования «Геохронология кайнозоя» при ИАЭТ СО РАН, в настоящее время проводится монтаж и пуско-наладка первого российского ускорительного масс-спектрометра в специально подготовленном бункере в здании Центра в новосибирском Академгородке. Масс-спектрометр разработан и изготовлен ИЯФ СО РАН в рамках заказных проектов Президиума СО РАН 2003-2008 гг.; в его создании и комплектации участвовал также ряд других организаций Академгородка и СО РАН.
Среди изотопов, которые изучаются методом AMS, есть такие, которые исследуются уже 30 лет — углерод-14 и бериллий-10 (10Be); за последние 20-25 лет к ним добавились алюминий-26, хлор-36 и йод-129. На конференции был представлен ряд важных докладов, являющихся итогом выполнения больших научных программ, часто совершенно неформальных, т.е. не объединенных какими-то фондами и организациями, а связанных направлениями, которые отражают новейшие и важнейшие тенденции в мировой науке. Такими, в частности, были отчеты о работе по калибровке шкалы
Наиболее распространенным изотопом в AMS исследованиях является углерод-14. Он применяется для решения очень широкого спектра задач геологии, океанологии, археологии, метеоритных исследований, физиологии и даже криминалистики. Так,
В таких видах исследований, как изучение вариаций содержания
Перспективы применения метода AMS в сибирской геологии и археологии очевидны; такого рода работы уже более 10 лет ведутся нашей неформальной российско-американской командой. От ее лица мною на AMS-11 были сделаны доклады, посвященные
С помощью измерения содержания бериллия-10 в горных породах было определено время, прошедшее с момента выхода на поверхность валунов в моренах (ледниковых отложениях) Альп и гор Новой Зеландии; таким образом, можно устанавливать возраст ледниковых подвижек, связанных с изменениями климата. Группа японских исследователей попыталась с помощью изотопов
Из «экзотических» изотопов, которые изучаются с помощью AMS метода, можно назвать такие, как
В плане аппаратуры для AMS уже более 10 лет существует тренд в сторону меньших напряжений масс-спектрометров. Первые приборы работали в диапазоне энергий 3-5 и более миллионов электронвольт; такие установки, которые я неоднократно посещал, имеют размер, сопоставимый с небольшим заводским цехом, и требуют не менее десятка единиц высококвалифицированного обслуживающего персонала. Сейчас разработаны, изготавливаются промышленным образом и используются AMS машины с напряжением 250-500 тысяч электронвольт, которые требуют для эксплуатации участия двух-трех человек и помещаются на площади 100 квадратных метров. Соответственно уменьшилась и цена ускорителей — с 3-4 до 1 миллиона долларов США.
Немного о сопровождавших конференцию мероприятиях. В Риме, этом Вечном Городе, трудно найти лучший символ, чем построенный императором Титом в 80 г. н.э. Колизей, контуры которого выбраны в качестве эмблемы конференции. В рамках культурной программы были организованы пешеходные экскурсии по объектам Римской империи, памятникам эпохи христианства, по площадям и фонтанам Рима. Традиционный банкет проходил в палаццо Роспиглиози Паллавиччини, находящимся рядом с резиденций Президента Италии — Квиринальским дворцом. Участникам AMS-11 было оказано истинно итальянское гостеприимство!
Несомненно, что AMS-исследования являются одними из самых высокотехнологичных в области наук о Земле, и с их помощью решаются новые задачи, немыслимые еще 20-25 лет назад. В связи с этим хочу поделиться возникшими после участия в работе AMS-11 соображениями. Очевидно, что российская наука отстала в данном направлении как минимум на 10-15 лет; примеры исследований с использованием возможностей AMS в России все еще единичны. Необходимо равняться на новейшие запросы мировой науки и ставить задачи, ориентированные на применение передовых технологий. Это даст нам возможность получать принципиально новые и важные результаты, сравнимые по уровню с общемировыми. Примеры таких работ есть, но они все еще в меньшинстве. Хочется верить, что на следующей AMS конференции, которая пройдет в 2011 г. в Китае или Новой Зеландии, Россия будет представлена не в единственном числе (в лице автора), а группой специалистов. Вот на этой оптимистичной ноте и хочется закончить очерк о пребывании на AMS-11.
стр. 8