Műszereink

Gamma spektrométerek

  • Számos nagyfelbontású gamma spektrométer, planár és koaxiális HPGe kristállyal.
  • Szobahőmérsékleten is üzemeltethető Cd(Zn)Te detektorok közepes energiafelbontású mérésekhez.
  • NaI szcintillátor detektorok.
  • Alacsonyhátterű számlálókamrák, melyek lehetővé teszik kis aktivitású minták mérését.

Lineáris elektrongyorsító (LINAC)

  • A cseh TESLA V.T. cég LPR-4 típusú lineáris elektrongyorsítóját 1983-ban helyezték üzembe.
  • A gyorsító 4 MeV átlagos energiájú pulzált elektronnyalábot hoz létre. A névleges pulzushossz 2.6 μs, 800 ns lehet, vagy egy külön elektrosztatikus eltérítő rendszerrel akár 80 ns-ra is csökkenthető. Az ismétlési frekvencia 6.25 és 50 Hz között állítható, vagy külső triggerjelekkel egyedi pulzusok is előállíthatók.
  • A gyorsító számítógépes adatgyűjtő rendszerrel van felszerelve, amely impulzus radiolízis és reakciókinetikai mérésekben kiválóan használható.

Induktív Csatolású Plazma Tömegspektrométer (ICP-MS)
Az MTA Energiatudományi Kutatóközpontban található nagyfelbontású induktív csatolású plazma mágneses szektor tömegspektrométer (HR ICP-SFMS, típus: ELEMENT2, gyártó: Thermo Electron Corporation) alkalmas mind elemi koncentrációk, mind izotóparányok pontos, precíz meghatározására különböző összetételű mintákban. A készülék nagy előnye az érzékenysége, amely a periódusos rendszer 60-70 elemének pg-fg (10-12 – 10-15 g) tartományban történő meghatározását teszi lehetővé. Az ICP-MS laboratórium 2010.05.05-től a Nemzeti Akkreditáló Testület által kibocsátott akkreditált státusszal rendelkezik. A laboratórium működése megfelel az MSZ EN ISO/IEC 17025:2005 szabvány követelményeinek, nyilvántartási száma: NAT-1-1630/2010. Egyedi sajátsága, hogy a berendezéshez tartozó mintaelőkészítő és műszeres laboratóriumok tisztaterek (Class 100 000), valamint, hogy elegendően nagy hígítás mellett radioaktív és nukleáris anyagok is elemezhetők általa. A berendezéshez tartozik egy lézerablációs (LA) mintabeviteli egység is, amellyel szilárd minták közvetlen, előkészítés nélküli gyors elemzése válik lehetővé. Elsősorban elemarányok és izotóparányok gyors meghatározására alkalmazzuk törvényszéki analitikai elemzésekben. Jellemző mintatípusok: különféle környezeti minták (talaj, növény, talajvizek, stb.), urán tartalmú anyagok (uránércek, urán-oxid pelletek, stb.), lefoglalt (csempészett) nukleáris anyagok mintái, nukleáris biztosítéki célú hatósági minták (dörzsminták), reaktor eredetű minták (korróziós részecskék, primer- és szekunderköri vizek, szennyvíziszapok, stb.), biológiai minták, valamint kisebb számban geológiai és régészeti minták (kormeghatározás).

Mössbauer spektrométerek
A Mössbauer spektroszkópia a gamma fotonok visszalökődésmentes, rezonancia abszorpcióján alapszik. A méréshez használatos fotonok egy, a mérendő magnak megfelelő nívóátmenetből állíthatók elő.

  • A Mössbauer spektrométerünk különlegessége, hogy in-situ mérésekre is képes. A minták különböző kezelések után akár többször is megmérhetők, különböző körülmények között, levegőtől elzárva. Így a tényleges oxidációs és koordinációs állapotok megőrizhetők és mérhetők. Ez különösen hasznos (heterogén) katalizátorok vizsgálatánál.
  • A méréseket és a kezeléseket széles hőmérséklet-tartományban (77 - 700 K), különféle atmoszférában, vákuumban (10-2 Pa), vagy reagens gázokkal (hidrogén, nitrogén, szénmonoxid, esetleg ezek keverékei) lehet végrehajtani. Ezek a gázok telíthatők illékony folyadékok gőzeivel is.
  • Egy második, ún. in-beam Mössbauer berendezés megvalósítása folyamatban van. Ez az újszerű berendezés a Budapesti Kutatóreaktor Neutronvezető csarnokában helyezkedik el, és az EU MNI3 programjának köszönhetően elérhető lesz külső felhasználók számára is. Az in-beam technika nagyban kibővíti a használható Mössbauer nuklidok számát (40K, 56Fe, 66Zn, Gd, Er, Dy, Yb, Hf, W).
  • A berendezést on-line, vagy - a reaktorleállások alatt- aktivált, rövid felezési idejű Mössbauer forrásokkal lehet használni.(141Pr, 127I, 129I, 181Ta, 182W). Az on-line működéskor a hidegneutron-nyaláb folyamatosan hozza létre a Mössbauer átmeneteket.
  • A fókuszált szupertükör borítású neutronvezetővel elérhető fluxus kb. 109 n cm-2 s-1, amellyel mintegy 1 GBq forráserősség érhető el.
  • A mérési hőmérséklet 3-360 K lehet, amelyet folyékony nitrogén és héliumm hűtéssel érünk el.

Neutronkoincidencia számláló
A passzív neutronkoincidencia számlálás (PNCC) módszere ismert izotópösszetétel esetén lehetővé teszi a plutónium tömegének meghatározását a mintában. A PNCC a leggyakrabban használt roncsolásmentes mérési eljárás Pu-ra. A legkülönbözőbb minták (szilárd, folyékony (ritkábban), por, fémes, pasztilla, fűtőelem, hulladékhordó, stb.) esetén is alkalmazható. A Sugárbiztonsági Laboratóriumban kifejlesztett berendezés főbb jellemzői:

  • Viszonylag kis számlálási hatásfok (5 - 12%)
  • 14 darab, 3He-mal töltött detektorcsövet tartalmaz, független elektronikával
  • A hagyományosan használt shift-regiszter helyett egy saját fejlesztésű digitális pulzusrögzítőt tartalmaz.

Fotoelektron spektrométerek
Az ES-300 fotoelektron spektrométer Röntgen (X-ray) fotoelektron spektrométerként (XPS), UV fotoelektron spektrométerként (UPS) és Auger fotoelektron spektrométerként (AES) is használható. A berendezés egy kettős anódos Röntgen forrással (AlKa és MgKa), He (I) és He (II) UV fényforrással és Auger-ágyúval van felszerelve. Különböző energiájú statikus és raszterező argon-ion ágyú szolgál a minták tisztítására. A készülékhez kapcsolt in situ reakciókamra teszi lehetővé a katalizátorok különböző közegekben történő viszgálatát. A gáztér összetétele a mérés alatt folyamatosan egy kvadrupól tömegspektrométerrel követhető. A KRATOS XAMSpci nagypontosságú XPS mérésekben alkalmazható. Ez az XPS berendezést két röntgenforrással szerelték fel: az egyik egy hagyományos, kettős anódos rendszer, míg a másik egy monokromátort is tartalmaz. Ez utóbbi sokkal keskenyebb energia tartományt ölel fel, így a szatellit és EEL csúcsok csökkenthetők. A berendezés tartalmaz egy töltés-semlegesítő ágyút, XYZ manipulátort és egy mini nyalábot a mintatisztításához. Az atmoszférikus reakció kamra szolgál az in-situ katalitikus vizsgálatokra. UHV körülmények között működik. A fő cella magában foglalja az AES és a LEED optikát, az XYZ fűthető manipulátort, argon-ion ágyút, a QMS-t, a kapszulát és a minta manipulátor rudat.

Prompt-gamma spektrométer
 A prompt-gamma aktivációs analízis (PGAA, PGNAA) egy roncsolásmentes nukleáris analitikai módszer minták elem és izotópösszetételének meghatározására. A mintát, amely lehet szilárd, folyékony, akár gáz halmazállapotú is, neutronnyalábba helyezzük és a sugárzásos neutronbefogásból keletkező γ-fotonokat detektáljuk. A legtöbb minta esetén nincs szükség mintaelőkészítésre. A reaktor neutronaktivációs analízissel (NAA) ellentétben a besugárzás és a mérés egyidőben zajlik, azaz az eredmények szinte azonnal rendelkezésre állnak. A minta a mérés után néhány órával már biztonságosan újra felhasználható. Elméletileg minden elem mérhető a módszerrel, nem szükséges előzetes információ a várható összetételről. A gyakorlatban a kimutatási határok nagyságrendekkel különböznek az egyes elemekre. Az érzékenyen mérhető elemeket (pl. B, Cd, Hg, Sm, Gd) már 0.01 ppm mennyiségben, míg a rosszul mérhetőket (Be, C, O) csak főkomponensként tudjuk mérni. Néhány elemre izotóparány mérés is megvalósítható. A detektált csúcsok energiája és intenzitása független a kémiai környezettől, azaz a módszer mátrix-független. A neutronok és a γ-fotonok vastag anyagrétegeken is áthatolnak, így a bevilágított térfogat átlagos összetételét kapjuk. A Budapesti Kutatóreaktor mellett a PGAA spektrométer már egy évtizede műdödik és rendelkezésre áll hozzánk látogató vendégeinknek. Gelógiai, archeológiai, környezeti minták, műkincsek, ásványok, fémek, üvegek, kerámiák, katalizátorok vizsgálatát rutinszerűen végezzük, szívesen veszünk ipari megbízásokat is. Nukleáris technológiai és anyagtudományi méréseket szintén sikerrel hajtottunk végre. Neutronradiográfiával és -tomográfiával kombinálva lokális elemanalízisre, PGAI üzemmódban elemtérképezésre is van lehetőség.

Neutronaktivációs analízis

Statikus és dinamikus neutronradiográfia

A dinamikus neutronradiográfiai mérőhely a Budapest Kutató Reaktor 2.sz. csatornájánál foglal helyet. A mérőhely hagyományos elrendezésű.

  • összetett kollimátor neutron és gamma sugárzásra, kollimációs tényező L/D=170
  • neutron fluxus a céltárgy poziciójában 10n cm-2 s-1, Cd és In szűrővel  106 n cm-2  s-1
  • Gamma intenzitás  ~8,5 Gy/h
  • a neutron sugárnyaláb átmérője max. 150 mm a céltárgy poziciójában.
  • a vizsgált tárgy maximális mérete 700 x 1000 mm, tömege 250 kg lehet.
  • detektáló eszközeink: Imaging Plate, nagyérzékenységű kamera
  • ipari röntgen készülékeink teljesítménye 50 – 300 keV, 5 mA

Folyadékkromatográf - háromszoros kvadrupól tömegspektrométer (LC-MS/MS)
 Az Agilent 6410 típusú LC/MS 2010 nyarán került beüzemelésre részben a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség támogatásával. A nagy értékű készülék kiszolgálására ezzel egy időben egy új laboratórium kiépítése és felszerelése is megtörtént.  
 - A folyadékkromatográf az Agilent 1200-as sorozat moduljaiból épül fel:
     = 400 bar-os bináris pumpa, mely egyaránt alkalmas izokratikus elválasztáshoz és kétkomponensű gradiens beállítására,
     = termosztálható automata mintaadagoló (+4 - 40 °C) standard, 1,5 ml-es kromatográfiás üvegedényekhez,
     = két kolonna részére kialakított termosztálható kolonnatér (0 - 80 °C) 6 állású kolonnaválasztó szeleppel,
     = 190 - 900 nm-es hullámhossztartományban mérő diódasoros detektor.
- A háromszoros kvadrupól tömegspektrométer 
a mintákat elektrospray technikával (ESI) ionizálja és az egyes molekulák fragmentálásra is alkalmas és képes az egyidejű pozitív és negatív ionizációra is. A készülék tömegfelbontása maximum 0,7, míg pontossága 0,1 tömegegység. A spektrométerrel mérhető tömegtartomány 15-2000 m/z érték, a mérés sebessége 5200 tömegegység/másodperc.
- A mérésekhez, a minőségi és mennyiségi értékelésekhez a MassHunter számítógépes programcsomagot használjuk.
- Az LC-MS/MS készülék főként a kb. 80-2000 Da molekulatömegű poláros csoportot tartalmazó szerves vagy fémorganikus molekulák oldatának mennyiségi és részben minőségi analízisére alkalmas.
- A készülék elsődleges felhasználási területei: gyógyszer-analitikai mérések, környezeti minták elemzése, élelmiszerbiztonsági mérések, toxikológiai és törvényszéki orvostani minták analízise, stb

JEOL JSM-5600LV elektronmikroszkóp

  • A JEOL JSM-5600LV típusú elektronmikroszkópot 1998-ban helyeztük üzembe.
  • Akár 300 000-szeres nagyítással is képes a mintákról képet alkotni. A speciális LV (low vacuum) üzemmódban nem vezető anyagok (pl. biológiai minták) is vizsgálhatók eredeti állapotukban.
  • A képeket hagyományos filmen vagy digitálisan is rögzíthetjük.
  • A minták elemanalízise egy energiadiszperzív Röntgen spektrométerrel (EDS) és egy XRF egységgel végezhető.

Röntgenfluoreszcencia laboratórium
A Környezetelemzési Kutatócsoport röntgenfluoreszcencia laboratóriumában környezeti és biológiai minták elemanalízisére van lehetőség. A standard diffrakciós röntgencsőre épített rendszerrel háromfajta vizsgálat végezhető.

  • Szekunder targetos röntgenfluoreszcencia analízis (XRF) szilárd, tömbi minták (tabletták, porok, vékony rétegek) mérésére alkalmas.
  • Totálreflexiós röntgenfluoreszcencia analízissel (TXRF) folyadék- és aeroszolminták elemösszetétele adható meg már igen kis (ng) mintamennyiségtől.
  • Mikroszkópikus röntgenfluoreszcencia analízis (mikro-XRF) a minta elemeloszlásának két- és háromdimenziós feltérképezésére szolgál.

A kutatócsoport nagy tapasztalatokat szerzett nyomszennyezés kimutatásában elsősorban légköri szállóporokban (aeroszolok), folyami üledékmintákban, illetve vízmintákban. De foglalkoztak biológiai szövetekben lerakódott szennyezés kimutatásával, illetve újabban ásványi csiszolatok elemtérképezésével is. Ezen túlmenően a kutatócsoport részt vesz az intézet nukleáris biztonságot érintő kutatásaiban is, a laborban mérték ki például a kiülepedett Ruténium eloszlási profilját a terjedési út mentén.

Levegőminőség mérésére alkalmas monitorozó és kutató műszerek
A Környezetelemzési Kutatócsoport egy levegőminőségi mérőállomást működtet a KFKI telephelyén. A mérőállomás egy klimatizált konténerben van kialakítva és ózon, aeroszol valamint meteorológiai mérőműszerekkel van felszerelve. Az aeroszol mérésekkel a tömeg (PM10 vagy PM2,5), a részecskeszám, illetve korom légköri koncentrációja adható meg. A berendezések egy része jelenleg paksi terepre van kihelyezve a Kurchatov utcában. Mintegy 2 éves adatsor áll rendelkezésre a paksi környezetre vonatkozóan.