В Новосибирском государственном университете появился уникальный ускорительный масс-спектрометр MICADAS (Minicarbon Dating System) производства швейцарской компании Ionplus для определения радиоуглеродного возраста биоорганических образцов, в том числе миллиграммовой массы. До 2019 года на территории России функционировал только один такой прибор, который был создан и запущен в 2011 году усилиями Института ядерной физики СО РАН. Для развития датировочного направления и исследований редких изотопов, а также эффективной работы с российскими и зарубежными заказчиками оба прибора объединят в единый центр коллективного пользования «УМС НГУ-ННЦ», включающий, помимо НГУ и ИЯФ, ряд других институтов Академгородка.
— Уникальность прибора заключается в том, что он использует прямой метод подсчета атомов редких изотопов, в частности С-14, не связанный с радиоактивностью. В окружающей среде (биосфере) изотопа С-14 крайне мало — 10-10 % от общего содержания углерода (то есть на 1012 атомов С-12 приходится один атом С-14), такое низкое содержание обычные масс-спектрометры, широко распространенные в лабораториях, детектировать не могут, их предел чувствительности — не ниже 10-5 %. Точность же метода УМС настолько высока, что позволяет проводить достоверные измерения концентрации изотопа С-14 при его доле 10-1 3%, что в тысячу раз ниже естественного содержания изотопа С-14 в биосфере, при этом для УМС-анализа достаточно 1 мг углерода, — рассказала доцент кафедры физической химии Факультета естественных наук, старший научный сотрудник лаборатории радиоуглеродных методов анализа Физического факультета Екатерина Пархомчук. По словам исследовательницы, до появления УМС содержание радиоуглерода определяли только с помощью сцинтилляционного счетчика, который регистрирует частицы, вылетающие из атомов при радиоактивном распаде, для этого требуется не менее 1 г углерода. Сейчас в мире насчитывается около 100 УМС-центров.
— Наш российский прибор имеет мощность 1 МВ и может регистрировать ряд редких изотопов, не только С-14, но, например, Be-10, Al-26. Новый швейцарский прибор MICADAS имеет в 5 раз меньшую мощность (200 кВ), рассчитан на регистрацию только С-14,, но выгодно отличается от нашего в ряде конструктивных решений, — объяснила Екатерина Пархомчук.
В настоящее время центр зарегистрирован в международном реестре радиоуглеродных лабораторий как лаборатория «AMS Golden Valley» для того, чтобы полученные в центре коллективного пользования результаты могли быть опубликованы в лучших международных научных журналах. За прошедший 2019 год ученые проанализировали около 1000 исследовательских образцов: костей и древних костных изделий, древесины, почв, торфов, донных осадков, раковин, нагара с керамики и других. Первые результаты, полученные на новом швейцарском приборе, хорошо согласуются с данными от российского УМС.
— В этом году мы планируем вывести новый прибор на стабильную работу, провести сверку двух УМС и двух типов пробоподготовки и пройти международное кросс-тестирование. Эта традиционная процедура, проводимая раз в несколько лет для всех радиоуглеродных лабораторий, пройдет в 2020 году. Также актуальным направлением является работа с меченными радиоуглеродом объектами: например, в прошлом году мы провели успешные эксперименты по внесению метки в частицы вируса гриппа для регистрации вирусов в организме лабораторных мышей. В этом году планируем начать совместные работы со специалистами по онковирусам, — добавила Екатерина Пархомчук.
Ученые, координирующие работу прибора, работают с самыми разнообразными учреждениями и физическими лицами: от археологов до сотрудников следственного комитета и школьников. На этот год в очереди на проведение совместных исследований стоят российские университеты, научно-исследовательские институты, училища, школы, краеведческие музеи и другие организации.
