Novi doktorski studij

Uredovno vrijeme

Uredovno vrijeme za studente je radnim danom od 12 do 14 sati. U navedenom vremenu vrata hodnika Odjela za fiziku (prizemlje i prvi kat) bit će otključana, dok ulaz na suteren studentima nije dozvoljen. 

Laboratorij za elementnu mikroanalizu

Sadržaj:
Članovi laboratorija
Istraživanja
Oprema

Članovi laboratorija

doc. dr. sc. Darko Mekterović
izv. prof. dr. sc. Gordana Žauhar
dr. sc. Tamara Hunjak
Marija Čargonja

Istraživanja

Istraživanja unutar laboratorija usmjerena su na primjenu rendgenskih i nuklearnih analitičkih tehnika (NAT) u elementnoj analizi uzoraka. NAT tehnike baziraju se na spektroskopiji karakterističnih X-zraka pobuđenih u uzorku, pri čemu se pobuda postiže ili izvorom X-zraka (npr. rendgenska cijev ili sinhrotronsko zračenje) ili s ionima MeV-skih energija. Ove tehnike omogućavaju vrlo efikasne i brze kvantitativne elementne analize kako malih, tako i velikih uzoraka (od čestica aerosola do arheoloških objekata).
Osnovne karakterstike NAT tehnika su:
multielementnost, osjetljivost, nedestruktivnost, jednostavnost pripreme uzoraka. Također ove tehnike omogućavaju površinsko i dubinsko mapiranja uzoraka.
NAT tehnike se osim u fundamentalnim znanstvenim istraživanjima primjenjuju i u polju zaštite okoliša i zdravlja, industrijskih procesa, ne-destruktivnih testiranja, forenzici i arheološkim straživanjima, itd.
Lokalni kapaciteti ovog laboratorija dostatni su isključivo za izvođenje XRF i micro-XRF tehnika. Ostale NAT tehnike zahtijevaju velike akceleratorske sustave, a takvi postoje u blisko lociranim laboratorijima:

Institut Ruđer Bošković (Zagreb) – Laboratorij za interakciju ionskih snopova (LIIS)
Institut Jozef Štefan (Ljubljana) - Microanalytical Centar (MIC),
Synchrotron Elettra (Trst).

S članovima tih laboratorija povezuje nas vrlo dobra i dugogodišnja suradnja.
U LIIS laboratoriju u Zagrebu surađujemo na razvoju posebne akceleratorske linije specijalizirane za analizu aerosola. Planira se uspostaviti i sustav upravljanja s udaljenog računala, tako da bi analize akceleratorskim NAT tehnikama provodili iz našeg riječkog laboratorija.

U planu daljnjeg razvoja LEMA laboratorija, prednost se daje analizi velikog broja uzoraka relevantnih za zaštitu okoline. Jedan od ciljeva razvoja je kontinuirano i nezavisno praćenje zagađenosti zraka u Rijeci, zagađivanja vode, sedimanenata, itd. Daljnjim razvojem laboratorija očekuje se njegova važna uloga u arheologiji i općenito zaštiti kulturne baštine, ispitivanju novih materijala itd.

Popis NAT tehnika:

• XRF – fluorescencija X zraka (X-Ray Fluorescence) i micro-XRF,
• PIXE – česticama izazvana emisija X-zraka (Particle Induced X-ray Emission), i micro-PIXE,
• RBS – Rutherford-ovo raspršenje čestica projektila (Rutherford BackScattering),
• PESA – elestično raspršenje protona (Proton Elastic Scattering Analysis),
• PIGE – česticama izazvana emisija gama-zraka (Particle Induced Gamma-ray Emission),
• SXRF – XRF baziran na pobudi sinhrotronskim zračenjem (Synchrotron XRF),


Svojstva NAT tehnika:

• Multielementnost: od vodika (PESA) do C,O, N (RBS), Na, Mg, Al, Si (PIGE) i svih ostalih elemenata upotrebom XRF i  PIXE tehnika,
• Senzitivnost - tipično koncentracije do ppm nivoa a po potrebi i niže,
• Veliki dinamički raspon - od % sve do ppm u istoj analizi,
• Dovoljan vrlo mali uzorak - uzorak ne treba biti veći od mikrona a gornje granice praktički nema jer se sa portabilim uređajem može analizirati i vrlo velike uzorke,
• Jednostavna priprema uzoraka,
• Nedestruktivnost,
• Pozicijska osjetljivost, što znači da se na istom uzorku mogu analizirati mali segmenti, veličine mikrona ili čak manje ako se očekuje nehomogenost u materijalu – na taj način omogućava se površinsko pa čak i dubinsko elementno mapiranje uzoraka,
• Neke od ovih metoda omogućavaju i dubinsko profiliranje uzoraka (RBS, ERDA, fokusirani XRF) što je vrlo korisna tehnika kod istraživanja novih materiala.
• Portabilnost (XRF i micro-XRF), mjerenja „in situ“
 

Oprema

  • X-Beam Superflux Polichromatic Focusing proizvođača X-Ray Optical Systems (XOS) je kompaktni izvor polikromatskog x-zračenja koji uključuje i fokusirajuću polikapilarnu optiku za primjenu micro-XRF tehnike u “in situ” mjerenjima, analizi malih čestica, analizi filmova, elementnom mapiranju itd. Efikasnim utroškom snage 50 W generira fokusirajući snop ekstremno velike gustoće toka, pritom održavajući optimalno optičko poravnanje. Posjeduje integrirano aktivno hlađenje i automatski izmjenjive filtere za optimiziranje spektralne karakteristike pobude. Omogućava intenzivnu pobudu željene “točke” uzorka, to jest malog elementa površine dimenzije manje od 25x25 um2. U sprezi s XYZ motoriziranim nosačima uzorka moguće je uzorak pomicati u sve tri osi i time zapravo definirati dio površine uzorka koji se ozračuje. Programiranom upotrebom XYZ nosača mogu se sistematski izrađivati elementne mape željenih površina.
xos.jpg

  • Amptek X123 spektrometar x-zraka je kompaktni integrirani detektorski sustav koji se sastoji od poluvodičkog kristala kao detektora x-zraka, digitalnog procesora signala i višekanalnog analizatora, a spaja se na računalo putem USB porta što omogućuje djelovanje na “plug & play” principu
sdd_123.jpg
 


Znanstveni radovi:

1. Ivošević, Tatjana; Mandić, Luka; Orlić, Ivica; Stelcer, Eduard; Cohen, David., Comparison between XRF and IBA techniques in analysis of fine aerosols collected in Rijeka, Croatia, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B (0168- 583X) 337 (2014); 83-89

Fine aerosol samples analysis in Rijeka, Croatia, poster s konferencije European Conference on X-Ray Spectrometry, Bologna 2014