प्रमुख सुविधाएं
- 14C, 10Be और 26Al के लिए त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर
- उच्च रिजॉल्यूशन सेकेंडरी आयन मास स्पेक्ट्रोमीटर (IMS 1300HR3)
- फेमटोसेकंड लेजर एब्लेशन हाई रेजोल्यूशन- इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमीटर (एफएसएलए-एचआर-आईसीपीएमएस)
- चतुर्ध्रुवीय प्रेरणिक युग्मित प्लाज्मा द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर (क्यू- आईसीपीएमएस)
- कैथोडेल्यूमिनेसेंस (सीएल) के साथ फील्ड एमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एफई-एसईएम)।
- एक्स-रे प्रतिदीप्ति (एक्सआरएफ)
- एक्स-रे प्रतिदीप्ति (एक्सआरएफ)
- पेलेट्रॉन टेंडेम त्वरक का उपयोग करके 10Be और 26Al ए.एम.एस. माप
14C, 10Be और 26Al ए.एम.एस. मापों के लिए एक्स-सीएएमएस सुविधा
पेलेट्रॉन एक्सेलेरेटर (NEC make: Model 1.5SDH) पर आधारित है। इस प्रणाली को एक्स-सीएएमएस अर्थात कॉम्पैक्ट 14C त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के लिए विस्तारित 10Be और 26Al के नाम से जाना जाता है। इस प्रणाली में दो एमसी-एससीआईसीएस स्रोत (40 कैथोड और 134 कैथोड) इलेक्ट्रोस्टैटिक स्टीयर्स, एक काम ऊर्जा इलेक्ट्रोस्टैटिक गोलाकार विश्लेषक, विभिन्न द्रव्यमानों के अनुक्रमिक इंजेक्शन के लिए एक चुंबकीय बाउंसिंग सिस्टम के साथ एक डबल फोकसिंग 900 इंजेक्टर चुंबक, एक 0.5 mv पेलेट्रॉन टेंडम त्वरक, दो इलेक्ट्रोस्टैटिक क्वाड्रुपोल ट्रिपल्स, एक डबल फोकसिंग 900 विश्लेषण चुंबक, स्थिर आइसोटोप धाराओं को मापने के लिए ऑफ एक्सिस फैराडे कप, 10Be - 10Be के पृथक्करण के लिए एक एसआरएन पन्नी, एक डबल फोकसिंग उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रोस्टैटिक गोलाकार विश्लेषक, एक 450 विश्लेषण चुंबक और दो एनोड गैस आयनीकरण डिटेक्टर सम्मिलित होते हैं।
2. उच्च रिज़ॉल्यूशन सेकेंडरी आयन मास स्पेक्ट्रोमीटर (एचआर-एसआईएमएस)
एक बड़ा फॉरवर्ड ज्योमेट्री हाई रिज़ॉल्यूशन सेकेंडरी आयन मास स्पेक्ट्रोमीटर (एचआर-एसआईएमएस) मॉडलः CAMECA IMS 1300-HR3 (उच्च पुनरुत्पादकता, उच्च स्थानिक रेजोल्यूशन, उच्च द्रव्यमान रेजोल्यूशन) आईयूएसी में स्थापित किया गया है। आईएमएस 1300-HR के दो आयन स्रोत हैंः Cs माइक्रोबीम स्रोत और हाइपरियन RF स्रोत (ऑक्सीजन के लिए) सकारात्मक और नकारात्मक माध्यमिक आयनों के विश्लेषण के लिए। सकारात्मक चार्जिंग प्रभाव की क्षतिपूर्ति के लिए, यह इलेक्ट्रॉन गन से लैस होता है। स्वचालित नमूना लोडिंग सिस्टम इसकी प्रमुख विशेषताओं में से एक है। एक समय में 6 नमूनों को भंडारण कक्ष में संग्रहीत किया जा सकता है और 10-8 mbar के क्रम के वैक्यूम को भंडारण कक्ष के भीतर बनाए रखा जा सकता है ताकि विश्लेषण शुरू करने से पहले संग्रहीत नमूनों को रात भर बाहर निकाला जा सके। उपकरण की बड़ी ज्यामिति उच्च द्रव्यमान रिज़ॉल्यूशन पर भी संवेदनशीलता रखती है। ये सभी विशेषताएं इस उपकरण को व्यापक रूप से लागू करती हैं:
- स्थिर समस्थानिक माप (H, C, O, S, Li, B, Mg...)
- भू-कालक्रम (जिरकोन में यू-पीबी डेटिंग)
- ट्रेस तत्व विश्लेषण (आरईई, ..)
अंतर-विश्वविद्यालय त्वरक केंद्र में एचआर-एसआईएमएस भारत की पहला बड़ा ज्यामिति एसआईएमएस है।
एचआर-एसआईएमएस की मुख्य विशेषताएं
- समकालिक आइसोटोप डेटा अधिग्रहण के लिए बहुसंग्रह प्रणाली
- दोहरे प्राथमिक आयन स्रोत, अधिग्रहण के दौरान प्राथमिक किरण निगरानी
- 6 नमूना-धारकों वाला भंडारण कक्ष
- XY और Z समायोजन सहित अत्यधिक पुनरुत्पादनीय नमूना चरण
- एनएमआर और हॉल प्रोब के साथ उच्च संकल्प चुंबकीय क्षेत्र नियंत्रण
- माइक्रोप्रोब और माइक्रोस्कोप मोड में आयन इमेजिंग
- कुछ माइक्रोन स्पॉट आकार तक का इन सीटू विश्लेषण
- उपकरण की दूरस्थ निगरानी
- पूर्णत: स्वचालित संचालन
3. फेम्टो सेकंड लेजर एब्लेशन उच्च संकल्प -उपादान युग्मित प्लाज्मा द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर (एफएसएलए-एचआर-आईसीपीएमएस)
एचआर-आईसीपीएमएस (मॉडल: एलिमेंट -एक्सआर, थर्मो फिशर साइंटिफिक) एक मैग्नेटिक सेक्टर फील्ड डबल फोकसिंग मास स्पेक्ट्रोमीटर है। आर्गन गैस के साथ आरएफ ऊर्जा को युग्मित करके आईसीपी मशाल में आर्गन प्लाज्मा प्रज्वलित किया जाता है। नमूना एरोसोल को प्लाज्मा में पेश किया जाता है और एरोसोल के घटकों के सकारात्मक आयन बनते हैं। सकारात्मक आयनों को एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले चुंबकीय क्षेत्र से गुजर जाता है। यह चुंबक घटना आयनों के ME/q2 (M-द्रव्यमान, Q-चार्ज अवस्था, E-ऊर्जा) के आधार पर आयनों का चयन करता है। पता लगाने की प्रणाली कम आयन वर्तमान के लिए एक माध्यमिक इलेक्ट्रॉन गुणक (ईएम) और उच्च बीम वर्तमान के लिए एक फैराडे कप से सुसज्जित है एचआर-आईसीपीएमएस अपने द्रव नमूनाकरण मोड में भू-वैज्ञानिक महत्व के आल्टरोस तत्व प्रचुरता और समस्थानिक अनुपातों को मापने में सक्षम है, जैसे आरबी-एसआर, एसएम-एनडी और एचएफ- लू प्रणाली विज्ञान।
अंतर-विश्वविद्यालय त्वरक केंद्र में एलिमेंट एक्सआर को भू-वैज्ञानिक नमूनों के इन-सीटू विश्लेषण के लिए Ti-डोप्ड नीलम क्रिस्टल उपयोगकर्ता के अनुकूल फेमटोसेकंड लेजर एब्लेशन सिस्टम (एक्साइट फारोस, टेलीडाइन सीईटीएसी टेक्नोलॉजीज, यूएसए) के साथ भी इंटरफ़ेस किया गया है। जिरकॉन डेटिंग के लिए उपयुक्त नमूना सतह पर 3 J/cm2 (206nm पर) का ऊर्जा घनत्व देने के लिए सिस्टम को 206 nm तरंग दैर्ध्य पर कॉन्फ़िगर किया गया है। यह आईसीपीएमएस में कुशल एब्लेटेड एरोसोल परिवहन के लिए क्लास लीडिंग के अग्रणी HelExII एक्टिव 2-वॉल्यूम एब्लेशन सेल से लैस होता है। इसका उपयोग सहायक खनिजों, मुख्य रूप से जिरकॉन के U-Pb भू-कालानुक्रमिक अनुप्रयोग के लिए बड़े पैमाने पर किया जा रहा है। एलिमेंट एक्सआर का उच्च रिजॉल्यूशन इसे कई अन्य समस्थानिक अनुपात माप के लिए भी उपयुक्त बनाता है।
4. चतुर्ध्रुवीय-प्रेरणीय युग्मित प्लाज़ा द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर (क्यू-आईसीपीएमएस)
क्यू-आईसीपीएमएस एक कम रिज़ॉल्यूशन वाला, अधिक बहुमुखी, सबसे तेजी से बढ़ता हुआ बहु-तत्व ट्रेस/अल्ट्रा-ट्रेस तत्व विश्लेषण मास स्पेक्ट्रोमीटर है जो तरल रूप में नमूनों और मैट्रिसेस की एक विस्तृत शृंखला का विश्लेषण करने के लिए उपयुक्त है। एक कॉम्पैक्ट उपयोगकर्ता-अनुकूल उच्च-प्रदर्शन क्यू-आईसीपीएमएस (मॉडलः आईसीएपीक्यू, थर्मोफिशर साइंटिफिक) वर्ष 2018 की शुरुआत से चालू है और नियमित रूप से थोक ट्रेस तत्व डेटा का उत्पादन कर रहा है। नमूनों को पेरिस्टाल्टिक पंप द्वारा नेबुलाइज़र में पेश किया जाता है जहाँ नमूने के महीन एरोसोल उत्पन्न होते हैं। आर्गन गैस के साथ आरएफ ऊर्जा को युग्मित करके आईसीपी मशाल में आर्गन प्लाज्मा प्रज्वलित किया जाता है। नमूने के एरोसोल को प्लाज्मा में पेश किया जाता है किसी दिए गए m/q के आयनों की गणना फैराडे कप डिटेक्टर द्वारा की जाती है जो घटना आयनों की संख्या के अनुरूप मापने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स संकेत देता है। एक ऑटो-सैंपलर अटैचमेंट (ASX560, टेलीडाइन सीईटीएसी प्रौद्योगिकी) क्यू-आईसीपीएमएस को प्रति बैच 180 नमूनों का बिना निगरानी वाला स्वचालित नमूना विश्लेषण में सक्षम बनाता है। अंतर-विश्वविद्यालय त्वरक केंद्र में क्यू-आईसीपीएमएस का उपयोग पानी के नमूनों और पचाए गए चट्टान और तलछट के नमूनों के ट्रेस तत्व और दुर्लभ पृथ्वी तत्व (आरईई) विश्लेषण के लिए किया गया है। क्यू-आईसीपीएमएस पीपीबी से प्रतिशत तक एक गतिशील कार्य सीमा प्रदान करता है।
इस क्यू-आईसीपीएमएस को एफएस-एलए प्रणाली के साथ भी इंटरफ़ेस किया जा सकता है, जिससे इसका अनुप्रयोग इन-सीटू ठोस नमूना सूक्ष्म-विश्लेषण तक विस्तारित हो सके, जिसमें ug/mg (ppb) स्तर तक हो सकती है तथा यह उच्च थ्रूपुट के साथ उचित परिशुद्धता और सटीकता के साथ यू-पीबी जिरकोन डेटिंग करने में भी सक्षम है।
5. क्षेत्र उत्सर्जन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी
FESEM का उपयोग माइक्रोन, सब-माइक्रोन और नैनोमीटर पैमाने पर स्थलाकृति और आकृति विज्ञान के अध्ययन के लिए किया जाता है। आईयूएसी FE-SEM (JEOL JSM-7610F) एक अल्ट्रा-हाई रिज़ॉल्यूशन शॉटकी फील्ड एमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप है जिसमें सेमी-इन-लेंस ऑब्जेक्टिव लेंस है। उच्च शक्ति ऑप्टिकस उच्च थ्रूपुट और उच्च प्रदर्शन विश्लेषण प्रदान कर सकते हैं। यह FE-SEM इलेक्ट्रॉन डिस्पर्सिव स्पेक्ट्रोमेट्री (EDS) इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर डिफ्रैक्शन (EBSD) और कैथोडोलुमिनेसेंस (CL) इमेज डिटेक्टरों के साथ संयोजित होता है। इसमें एक बड़ा, 5-अक्ष, पूरी तरह से सनकी, मोटर चालित, स्वचालित नमूना चरण है। JSM 7610F निम्नलिखित दो तकनीकों को जोड़ता है।
- अर्ध-इन-लेंस ऑब्जेक्टिव लेंस के साथ एक इलेक्ट्रॉन स्तम्भ
- इन-लेंस शॉटकी FEG
विशिष्टता/विशेषताएँ
- आवर्धनः 25 से 1,000,000
- रिजॉल्यूशन: 1.0 nm (15 kv) 1.3 nm (1 kv) विश्लेषण के दौरान 3.0 nm (15 kv, जांच धारा 5 nA)
- त्वरित वोल्टेजः 0.1 किलोवाट से 30 किलोवाट
- जांच धारा: कुछ pA से 200nA तक
- कार्य दूरीः 1.0 मिमी से 40 मिमी
- विभिन्न विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन, उच्च जांच धारा (EDS/EBSD)
- प्लेटिनम लक्ष्य के साथ पूरी तरह से स्वचालित, उच्च रिज़ॉल्यूशन स्पटर कोटर
- सीएल: सेंटॉरस मेक। सीएल का उपयोग सामग्री और अशुद्धियों और दोषों का अशुद्धियों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
- नैनोमीटर पैमाने पर क्रिस्टलोग्राफिक संबंधों के लिए एक उपयोगी तकनीक साबित हुई है।
- ईडीएस डिटेक्टरः EDAX मेक, पेल्टियर कूल्ड, ऑक्टेन प्लस मॉडल (30 वर्ग मिमी और 127 ईवी रिज़ॉल्यूशन)। लाइव स्पेक्ट्रल और मैपिंग डेटा संग्रह सुविधाओं के लिए टीम सॉफ्टवेयर समर्थन के साथ। FE-SEM को कंडक्टिंग और नॉन-कंडक्टिंग नमूनों के मौलिक विश्लेषण के लिए EDAX ऑक्टेन प्लस EDS के साथ जोड़ा गया है।
एक्स रे प्रतिदीप्ति (एक्सआरएफ)
एक अनुक्रमिक तरंगदैर्ध्य फैलाव एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोमीटर (मॉडलः एक्सियोस मैक्स, पैनालिटिकल) 2018 से चालू है। इस स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग भूवैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए चट्टानों, खनिज, तलछटों के गैर-विनाशकारी मौलिक विश्लेषण के लिए किया जा रहा है। उपलब्ध मानकों का उपयोग करके XRF अंशांकन वक्र बनाए गए हैं। XRF माप के लिए आवश्यक नमूना तैयार करने के लिए एक फ्यूज बीड मशीन, प्रेस्ड पेलेट मशीन और वाइब्रेटरी कप मिल स्थापित की गई है।
एक्स रे विभेदन (एक्सआरडी)
एक्स-रे डिफ्रैक्टोमीटर (मॉडलः एम्पायरियन, पैनालिटिकल) 2017 से चालू है। एक्स रे डिफ्रैक्टोमेट्री का उपयोग विभिन्न भूगर्भीय नमूनों जैसे मिट्टी, तलछट आदि के खनिज विज्ञान को निर्धारित करने के लिए जाली संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। एक्स रे डिफ्रैक्टोमेट्री को उपयोगकर्ताओं द्वारा अपने नमूनों के लक्षण वर्णन के लिए नियमित रूप से स्थापित और उपयोग किया जाता है आईयूएसी में त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री 2004-05 में अपने वर्तमान 15यूडी पेलेट्रॉन को 10Be और 26Al माप के लिए उपयुक्त बनाने के लिए अपग्रेड करके शुरू हुई थी। 10Be और 26Al का पता लगाने के लिए यह भारत में पहली एएमएस सुविधा थी। इस सुविधा का विभिन्न भारतीय पृथ्वी वैज्ञानिकों द्वारा पता लगाया गया है।
मल्टी-कैथोड एसएनआईसीएस
सीएस स्पटरिंग (एमसी-एसएनआईसीएस) द्वारा निगेटिव आयन का मल्टी-कैथोड स्रोत 40 कैथोड रखने में सक्षम है। कैथोड धारक को नियंत्रण कक्ष से दोनों तरह से घुमाया जा सकता है। विभिन्न मापों के बीच त्वरक पैरामीटर भिन्नता प्रभाव की उपेक्षा करने के लिए मानक और एएमएस नमूने को जल्दी से बदलने के लिए एएमएस माप में द्विदिश गति और कैथोड का त्वरित परिवर्तन आवश्यक है।
पुन: परिसंचरण गैस स्ट्रीपर
अंतर-विश्वविद्यालय त्वरक केंद्र पेलेट्रॉन सुविधा फॉइल स्ट्रिपर और गैस स्ट्रिपर असेंबली से सुसज्जित है। एएमएस अध्ययनों के लिए, त्वरक के माध्यम से संचरण इष्टतम होना चाहिए। फॉइल स्ट्रिपर की तुलना में गैस स्ट्रिपर स्ट्रिपिंग के बाद कम विचलन पैदा करता है। त्वरित नलिकाओं में गैस अणुओं द्वारा बीम के बिखराव से भी संचरण कम हो जाता है। इसलिए इन नलिकाओं में अच्छा निर्वात बनाए रखा जाना चाहिए। इसलिए त्वरक के उच्च-वोल्टेज टर्मिनल में एक नया रि-सर्कुलेटिंग टर्बो आणविक पंप-आधारित पंपिंग सिस्टम डिजाइन और स्थापित किया गया है। यह स्ट्रिपिंग क्षेत्र में आवश्यक गैस दबाव को बनाए रखते हुए त्वरित नालियों में अच्छा निर्वात बनाए रखते हुए बीम ट्रांसमिशन को बेहतर बनाने में मदद करता है।
ऑफ-सेट फैराडे कप
ऑफ-सेट फैराडे को विश्लेषक चुंबक के बाद स्थापित किया जाता है। इसका उपयोग स्थिर आइसोटोप की गणना के लिए किया जाता है जो दोनों आइसोटोप के एक साथ इंजेक्शन के मामले में विश्लेषक चुंबक से गुजरने के बाद अलग-अलग प्रक्षेप पथ का अनुसरण करते हैं। उदाहरण के लिए Be-10 माप के मामले में इंजेक्टर चुंबक में द्रव्यमान 26 का चयन करके 10Be17O- और 9Be17O- दोनों को एक साथ एक साथ इंजेक्ट किया जाता है और त्वरण 17O5 + के बाद जो 9Be धारा का प्रतिनिधि है, ऑफ-सेट फैराडे कप में एकत्र किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सभी स्थिर आयन बीम कप में एकत्र किए जाने चाहिए।
वियेन फ़िल्टर
स्ट्रिपिंग त्वरक ट्यूब के अंदर अवशिष्ट गैस अणुओं द्वारा टर्मिनल के अलावा अन्य स्थानों पर भी हो सकती है। इन आयनों में गतिज ऊर्जा T का अनुमानित मान नहीं हो सकता है और संयोग से MT/q2 से मेल खा सकते हैं और विश्लेषक चुंबक द्वारा अस्वीकार नहीं किया जा सकता है। स्थिर आइसोटोप चुंबक या अवशिष्ट गैस अणुओं की कक्ष दीवारों से बिखेरने से भी आ सकता है, क्योंकि वे बहुत अधिक प्रचुर मात्रा में हैं। इन सभी अवांछित संस्थाओं को वीन फिल्टर (T/M चयन) द्वारा अलग किया जा सकता है। वीन फिल्टर में विद्युत क्षेत्र E और चुंबकीय क्षेत्र B एक दूसरे के समकोण पर और आयनों की गति की दिशा के लंबवत होते हैं। वेन फिल्टर केवल उन आयनों को संचारित करता है जिनका एक विशेष वेग होता है, जिसे वीन फिल्टर के अंदर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के साथ ट्यून किया जाता है, जिसे V=E/B द्वारा दिया जाता है। अन्य सभी अवांछित आयन केंद्रीय पथ से विक्षेपित हो जाते हैं जिन्हें बाद में डिटेक्टर के पहले स्थापित स्लिट द्वारा रोक दिया जाता है।
डिटेक्शन सेटअप
एएमएस कक्ष
एएमएस चैम्बर रिमोट नियंत्रित सीढ़ी (जिसमें ठोस अथवा डिटेक्टर और क्वार्ट्ज सम्मिलित हैं), डालने योग्य फैराडे कप और व्यू पोर्ट से सुसज्जित है।
डालने योग्य फैराडे कप
स्थिर आइसोटोप की धारा को मापने के लिए इन्सर्टेबल फैराडे कप का उपयोग किया जाता है। 14C, 36CI और 26AI के एएमएस माप के मामले में, इन्सर्टेबल फैराडे कप का उपयोग क्रमश: 12C/13c, 35CI और 27 AI स्थिर आयनों द्वारा उत्पादित धारा को मापने के लिए किया जाएगा।
गैस सेल अवशोषक
गैस सेल अवशोषक को ए.एम.एस. चैंबर के बाद और MAGIC डिटेक्टर से पहले किया जाता है। इसका उपयोग डिटेक्टर से पहले 10Be के आइसोबार 10B को रोकने के लिए किया जाता है। गैस सेल अवशोषक और ए.एम.एस. चैंबर को 6 माइक्रो मीटर माइलर द्वारा अलग किया जाता है। 40 Mev 10B को अवशोषित करने के लिए, गैस सेल अवशोषक में n2gas के 220 मिली बार दबाव की आवश्यकता होती है।
बहु-एनोड गैस आयनीकरण कक्ष
मल्टी-एनोड गैस आयनीकरण डिटेक्टर का उपयोग सही z (परमाणु क्रमांक) और M (द्रव्यमान) होने की पहचान के बाद दुर्लभ आइसोटोप को गिनने के लिए किया जाता है। आईयूएसी मैजिक डिटेक्टर प्रणाली में एनोड के 5 खंड (2 सेमी, 5 सेमी, 5 सेमी, 5 सेमी, 10.6 सेमी एक दूसरे से 1 मिमी अंतर रखते हैं), एक कैथोड और फ्रिस्क ग्रिड होते हैं। फ्रिस्क ग्रिड को ग्राउंड क्षमता पर रखा जाता है। इसका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि एनोड पर प्रेरित पल्स का आकार डेटेक्टर के अंदर आयनीकरण के पीछे के फ्लाइंज पर लिए जाते हैं। डिटेक्टर के सामने के फ्लाइंज कनेक्शन LEMO सॉकेट्स के माध्यम sए डेटेक्टर के पीछे के फ्लाइंज पर लिए जाते हैं। डिटेक्टर के सामने के फ्लाइंज पर, डिटेक्टर के अंदर गैस को पकड़ने और कुछ अशुद्धियों को धीमा करने के लिए 6 माइक्रो मीटर मोटाई की मायलर विंडो मौजूद होती बे-पास वॉल्व और वैक्यूम डायल गेज के लिए भी दो समान पोर्ट मौजूद हैं। दबाव बनाए रखने के लिए डिटेक्टर से गैस निकालने के लिए आउटलेट पोर्ट पर एक रोटरी पंप का उपयोग किया जाता है।