2 Bachelor Arbeiten im Bereich Planetologie / Edelgase (pdf, 80KB)

Mögliche Bachelor-Arbeiten in der Abteilung WP
Performance-Tests eines Time-of-Flight Edelgasmassenspektrometers
Die “Meteoriten-Gruppe” der Abteilung WP ist spezialisiert auf die Messung kleinster
Edelgasmengen in extraterrestrischem Material, wie zum Beispiel Meteoriten oder Proben vom
Mond. Dank solcher Messungen ist es uns möglich, Aussagen über die Dynamik kleiner Körper im
Sonnensystem zu gewinnen. Darüber hinaus liefern solche Messungen jedoch auch direkt einen
Rückblick auf die Anfänge des Sonnensystems, also auf Zeitskalen und Prozesse die für die
Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems von Bedeutung sind. Da die zur Untersuchung zur
Verfügung stehenden Proben immer kleiner werden haben wir einen neuen Typ von Spektrometer
entwickelt, ein Time-of-Flight Edelgasmassenspektrometer zur Messung kleinster Gasmengen. Erste
Test habe gezeigt, dass unser neues Instrument zuverlässig arbeitet und den Erwartungen entspricht.
Ziel der vorgeschlagenen Bachelor-Arbeit ist es nun einige der Charakteristiken zu messen und
optimale Einstellungen zu finden. Das beinhaltet unter anderem die Messung von
Pulshöhenverteilungen im Detektor, also Verteilung die Signalgrösse für die eingeschossenen Ionen
als Funktion der Ionenmasse und der Detektorspannung.
Darüber hinaus ist die Abhängigkeit des Spektrometers von den zu messenden Partialdrücken
der Gase zu untersuchen. Das ist notwendig, da bei den meisten Edelgasmassenspektrometern die
Signalgrösse im Detektor nicht einfach linear mit der zu messenden Gasmengen korreliert. Dieser
enorm wichtige Zusammenhang soll für das neue Instrument experimentell bestimmt werden.
Nachdem die Messungen zur Optimierung und Qualitätssicherung durchgeführt wurden, soll
zum Abschluss dieser Arbeit eine (echte) Meteoritenprobe analysiert werden. Dazu wird das Gas aus
der Probe mittels Laserschmelzen extrahiert, in dem neuen Spektrometer gemessen und die Daten
entsprechend interpretiert.
Dieses Bachelor-Thema steht in engen Zusammenhang mit eine laufenden Doktorarbeit, so das
Betreuung und Unterstützung von Seiten des Doktoranden garantiert sind. Der Kandidat lernt im
Verlaufe der Arbeit den Umgang mit einem der wahrscheinlich sensitivsten Messinstrumente und ist
an deren Weiterentwicklung direkt beteiligt.
Ansprechpartner: PD Dr. Ingo Leya, Büro 108a, Ingo.Leya(at)space.unibe.ch

Große Meteoriteneinschläge auf der Erde: Messung von Edelgasen in Tektiten
Tektite sind bis zu einige Zentimeter große Glasobjekte, welche zwar einen irdischen Ursprungs
haben, deren Bildung aber durch den Einschlag großer Meteorite auf der Erdoberfläche verursacht
wurde. Durch den Einschlag wird irdisches Material geschmolzen und bis zu einigen hundert
Kilometern fortgeschleudert, wobei es zu Glas erstarrt. Obwohl durch einen Meteoriteneinschlag
verursacht, sind die Tektite selbst also irdischen Ursprungs.
Wenig ist bekannt über Tektite, etwas das wir im Rahmen dieser Arbeit ändern wollen. So gibt es
zum Beispiel kaum, oder zumindest kaum zuverlässige, Edelgasdaten für Tektite. Kommen die im Glas
gefangenen Edelgase ausschließlich aus der Erdatmosphäre, sind sie also während des Fluges und der
Abkühlung eingefangen oder finden sich in den Tektiten gar noch Gasreste aus dem Impaktor?
Ziel dieser Arbeit ist es die Edelgasgehalte einige Tektite zu messen und die Element- und
Isotopenhäufigkeit zu interpretieren. In dieser Arbeit werden also nicht nur die Grundlagen der
Edelgasmassenspektrometrie und damit verbunden der Vakuumtechnik vermittelt, es solle auch
etwas über die Physik großer Einschläge und über Löslichkeit und Diffusion von Edelgasen gelernt
werden.
Ansprechpartner: PD Dr. Ingo Leya, Büro 108a, Ingo.Leya(at)space.unibe.ch