A Tübingeni Egyetem Föld- és Környezettudományi Központjában az izotópgeokémiai kutatócsoport geológiai mintákat, például ásványokat, kőzeteket, meteoritokat, üledékeket, talajokat, vizet és légköri anyagokat vizsgál, hogy jobban megértse a Naprendszer és a Föld kialakulását, a Föld belsejében és felszíni rezervoárjaiban zajló folyamatokat, a múltbeli éghajlati ingadozásokat és az antropogén szennyezést.

A kutatási kérdések megválaszolásához a csoport korszerű tömegspektrometriás módszerekkel határozza meg a minták fő- és nyomelem-összetételét, valamint izotópgyakoriságát. Ehhez az elemzés előtt teljesen és megbízhatóan fel kell tárni a mintákat.

Geológiai minták feltárásával járó kihívások

Az ásványok és kőzetek feltárása komoly kihívást jelent. A nehezen feltárható ásványok, például a cirkon, a rutil, az ilmenit, a spinell és a gránát, gyakran 250 °C feletti hőmérsékleten és 50 bar feletti nyomáson végzett savas feltárást igényelnek. Ezeket az ásványokat teljesen fel kell tárni, mert egyes nyomelemeket nagy koncentrációban tartalmazhatnak.

A teljes oldás mellett ugyanilyen fontos a reprezentatív mintavétel. Megfelelő mennyiségű mintára van szükség a ritka ásványok okozta „röghatás” elkerüléséhez, valamint reprezentatív elem- és izotópadatok nyeréséhez. Ezzel egyidejűleg a feltárórendszerből eredő szennyeződést is minimálisra kell csökkenteni, különösen a nyomelemek izotópelemzése során.

Nagynyomású mikrohullámú feltárás Multiwave 7501 készülékkel

Az Anton Paar Multiwave 7501 készüléke a nyomás alatti feltárókamra elvére épül, így hatékony megoldást kínál ezekre a kihívásokra. A rendszer költséghatékony PTFE-TFM-fiolákban egyszerre több mintát is feltár kevesebb mint két óra alatt, akár 300 °C-on, jellemzően 270 °C körüli hőmérsékleten.

Melegítés előtt a mintafiolákat nitrogénnel 60–100 bar nyomás alá helyezik, így a feltárósavak nem forrnak fel. Ennek köszönhetően az illékony komponensek oldatban maradnak, és a nehezen feltárható ásványok magasabb hőmérsékleten is teljesen feloldhatók. 

Hatékony feltárás kisebb szennyezési kockázattal

A Multiwave 7501 a hagyományos feltáróbombákhoz képest gyorsabb feltárást, nagyobb mintakapacitást és a feltárási körülmények pontosabb szabályozását teszi lehetővé. A hagyományos rendszerekben a feldolgozás gyakran több napot vesz igénybe, egyszerre csak kevés minta kezelhető, a forró, rozsdamentes acél alkatrészek pedig a minták szennyeződését okozhatják.

A Multiwave 7501 esetében a nyomás alatti kamrát körülvevő acélköpenyt a feltárás során víz hűti. Ez csökkenti a diffúzióból eredő fémszennyeződés kockázatát, és elősegíti a minták izotópgeokémiai elemzéshez szükséges, szennyeződésmentes előkészítését.