Pracownia Spektoskopii Mössbauerowskiej

Podstawą spektroskopii mössbauerowskiej jest zjawisko rezonansowej, bezodrzutowej absorpcji i emisji promieniowania gamma (efekt Mössbauera, 1957 r.).  Rozwój tej techniki  w Polsce zainicjował w 1960 r. prof.  Andrzej Hrynkiewicz .

Rudolf Mössbauer

Andrzej Hrynkiewicz

Pracownia Spektroskopii Mössbauerowskiej Zakładu Fizyki Medycznej wyposażona jest w trzy nowoczesne stanowiska pomiarowe.

1. Zestaw składający się z  kriostatu helowego firmy Janis z  magnesem nadprzewodzącym 9 T, układu  wysokiej i niskiej próżni, kontroler temperatury (LakeShore), spektrometru mössbauerowskiego (SEE CO) przystosowanego do pracy w geometrii pionowej przy jednocześnie chłodzonym źródłem i absorbentem oraz systemu sterowania wraz z niezbędnym oprogramowaniem. Zastosowanie silnych pól magnetycznych pozwala na uzyskanie szczegółowych, unikalnych informacji dotyczących struktury elektronowej badanych substancji.

2. Zestaw z klasycznym kriostatem helowym firmy Wissel do pomiarów w zakresie temperatur od 2.3 do 320 K.

3. Spektrometr do pomiarów w temperaturze pokojowej firmy Elektronika Jądrowa, wykorzystywany do pracy dydaktycznej.

"Serce" spektrometru mössbauerowskiego: układ do rejestracji promieniowania gamma w funkcji prędkości źródła względem badanej próbki

Kriostat helowy z magnesem nadprzewodzącym, spektrometrem i układem sterowania

Aktualnie prowadzone prace badawcze z zakresu biofizyki to wykorzystanie metod spektroskopii mössbauerowskiej do charakterystyki materiałów o zastosowaniach medycznych oraz do opisu dynamiki układów biologicznych na poziomie molekularnym i komórkowym. W szczególności prowadzone są badania roli hemoglobiny w transporcie tlenku azotu, lokalnych stanów elektronowych i dynamicznych żelazoporfiryn oraz ich agregacji, migracji nanocząstek w żelach organicznych oraz stanu elektronowego Fe w kompleksach żelazowo-borowo-węglowych, które będą wykorzystane  w rozwijanej obecnie terapii BNCT (Boron Neutron Capture Therapy).

Ponieważ zastosowanie spektroskopii mössbauerowskiej wykracza znacznie poza problemy biofizyczne, w Pracowni prowadzone są bardzo zróżnicowane tematycznie badania, takie jak:

1. Określanie  zmian stanów walencyjnych i spinowych żelaza w skomplikowanych molekułach magnetycznych,

2. Badane właściwości wieloskładnikowych związków międzymetalicznych pod kątem znalezienia nowych materiałów do produkcji ekologicznych systemów chłodzących,

3. Wyznaczanie stopnia utlenienia Fe w próbkach mineralogicznych  mające na celu określenie warunków klimatycznych w przedkambryjskim okresie geologicznym

4. Badanie właściwości nanocząstek magnetycznych.

Badania te są prowadzone    we współpracy z wieloma instytucjami (m.in. Wydziałem Chemii UJ, Instytutem Fizyki PK, Instytutem Nauk Geologicznych PAN, Instytutem Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN, AGH i National Institute for Nuclear Physics, Frascati, Włochy).