Bir doğal veya yapay malzemenin izotop oranı, o malzemenin karakterizasyonunda çok önemli yer tutar

---

 34 

Bir  doğal  veya  yapay  malzemenin  izotop  oranı,  o 

malzemenin  karakterizasyonunda  çok  önemli  yer  tutar. 

Radyojenik izotoplar, iz sürücü olarak maddelerin kaynağı ve 

oluşum  süreçleri  hakkında  kri$k  veriler  sağladığı  gibi 

radyometrik  yaş  tayininde  de  kullanılmaktadır.    Radyojenik 

izotop  deneylerinin,  jeoloji,  madencilik,  petrol,  nükleer 

enerji,  çevre  kirliliği  kontrolü,  adli  !p,  ekoloji,  antropoloji, 

arkeoloji, arkeometri vb. pek çok alanda uygulama olanakları 

bulunmaktadır.  Radyojenik  izotop  oranlarını  en  hassas 

düzeyde  tayin  edebilen  cihaz  Termal  İyonizasyon  Kütle 

Spektrometresi (TIMS)’dir (Şekil 1). 

 

TEMEL PRENSİPLER 

İzotoplar  aynı  elemen$n  aynı  proton  fakat  farklı  nötron 

sayılarına, dolayısıyla farklı kütlelere sahip atomlarıdır. Diğer 

atomların  radyoak$f  bozunması  ile  oluşan  atomlar 

radyojenik  izotoplar  olarak  adlandırılır.  Bir  ana  atomun 

yarısının radyoak$f bozunmaya uğraması için gereken zaman 

yarılanma  ömrü  olarak  tanımlanır.  Bir  radyoak$f  ana  atom 

çekirdeğinin  içindeki  radyojenik  izotopun  duraylı  bir  yavru 

ürüne  bozunma  oranının,  o  izotopa  has  olan  bir  sabite  bağlı 

olarak,  herhangi  bir  zamanda  bulunan  atom  sayısı  ile  doğru 

oran!lı  olması  izotop  sistemlerinin  formülize  edilmesine 

olanak  verir.  Sistem  izotopik  açıdan kapalı bir  sistem  haline 

gelmiş  ve  bu  şekilde  korunmuşsa,  bir  numunenin  güncel 

izotop  oranı  ölçülerek  oluşum  zamanındaki  izotop  oranı  ve 

numunenin oluşum yaşı saptanabilir. 

 

Laboratuvarımızda,  Stronsiyum  ve  Neodmiyum  element-

lerinde  izotop  oranı  deneyleri  yapılmaktadır.  Tüm  kayaç 

numuneleri,  deney  öncesinde  kayaç  kırma  ve  mineral 

zenginleş$rme  laboratuvarında  bulunan  çeneli  kırıcıda 

kırılarak  diskli  agat  öğütücüde  63  mikron  al!  (kayaç  pu-

drası) boyutunda öğütülmektedir.  

Tar!m,  kimyasal  çözme,  kromatografi  ve  filamente 

yükleme  işlemleri  100  temizlik  standardında  temiz  la-

boratuvar  koşullarında  gerçekleş$rilmekte  ve  laboratu-

varımızda  ultra-saf  özellikte    asitler  ve  su  kullanılmaktadır. 

Deney  kalitesi  uluslararası  ser$fikalandırılmış  standartlar 

kullanılarak  izlenmektedir.  Uygun  miktarlarda  tar!larak 

(Şekil  1)  PFA  şişelere  aktarılan  numuneler  farklı  asitler 

kullanılarak  güvenlikli  sıcak  kutular  içinde  bulunan  ısı!cı 

tablalar üzerinde çözülmektedir.   

Şekil 1. Hassas terazide numune 

Teflon 

kolonlarda, 

özel 

reçinelerin 

ve 

asit 

kombinasyonlarının kullanıldığı iyon kromatografisi metodu 

ile 

izotopik 

oranları 

belirlenecek 

element 

diğer 

elementlerden ayrılmaktadır (Şekil 2). 

Şekil 2. Neodmiyum kromatografisi çalışması 

Kimyasal Analiz Laboratuvarı (KAL)  

Doku Kültürü Laboratuvarı (DKL) 

Mikroskopi Laboratuvarı (MKL) 

Spektroskopi Laboratuvarı (SPL) 

Kromatografi ve Fermentasyon 

Laboratuvarı (KFL) 

Radyojenik İzotop Laboratuvarı (RİL) 

---

 35 

Laboratuvar e-posta: [e-mail]  

 

Elde  edilen  zenginleş$rilmiş numune,  birkaç yüz  nanogram 

civarında  çözel$  halinde  renyum  filamen$  üzerine 

yüklenmektedir (Şekil 3). Ölçümler, Triton Termal İyonizasy-

on Kütle Spektrometresi (Thermo-Fisher) kullanılarak çoklu-

toplama  ile  yapılmaktadır.  Ölçüm  sonuçları, 

87

Sr/

86

Sr  ve/

veya 

143

Nd/

144

Nd  izotop  oranları  şeklinde  2  sigma  anali$k 

belirsizlikleri belir$lerek elde edilmektedir (Tablo 1).  

Şekil 3. Numunenin filamente yüklenmesi 

Ölçümler  sırasında  Sr  NBS  987  ve  Nd  LaJolla    standartları 

ölçülerek  cihaz  kalibrasyonu  takip  edilmekte,  ölçüm 

sonuçları  üzerinde  gerekli  olduğu  takdirde  bias  düzeltmesi 

yapılmaktadır. 

Numunelerle  birlikte  aynı  kimyasal  süreçlerden  geçirilerek 

aynı  şartlarda  ölçümü  yapılan  USGS  kayaç  standartları  ile 

de  tüm  prosesin  kalite  düzeyi  periyodik  olarak  kontrol 

edilmektedir.  

 

 

NUMUNE ÖZELLİKLERİ 

Laboratuvarımızda,  genellikle  kayaç  numunelerinden, 

minerallerden,  arkeolojik  ve  antropolojik  materyallerden 

izotop  oranı  deneyleri  yapılmaktadır.  Malzemelerin  RİL 

numune  kabul  kriterlerine  uygun  olması  ve  izotop  oranı 

tayini  yapılacak  elementçe  yeterli  konsantrasyona  sahip 

olması  gerekmektedir.  Numunelerin  temiz  ve  uygun  bir 

sistem ve ortamda, kontaminasyona yol açmayacak şekilde 

toz haline ge$rilmesi ve kimyasal işlemler için hazırlanması 

gerekmektedir.  Bu  nedenle  tüm  numune  hazırlama 

aşamalarının  laboratuvarımızda  gerçekleş$rilmesi  uygun 

görülmektedir.  

 

ÖRNEK ÇALIŞMALAR 

Laboratuvarımızdaki  deneylerin  önemli  bir  bölümü  tüm-

kayaç  numuneleri  üzerinde  yapılmaktadır.  Deney  sonuçları 

87

Sr/

86

Sr  ve/veya 

143

Nd/

144

Nd  izotop  oranları  verilerek 

raporlanmaktadır  (Tablo  1).  Araş!rmacılara  ölçülen 

Bir kayacın ilksel radyojenik izotop oranı, o kayacın oluştuğu 

dönemdeki  izotopik  karakterini  ortaya  koyarak  oluşum 

koşulları ve muhtemel kaynakları hakkında ipuçları verir.  Bu 

nedenle;  radyojenik  izotop  jeokimyası,  yerbilimlerinde, 

gerek  petrolojik  süreçlerin  açıklanmasında,  gerekse  maden 

ve  petrol  araş!rmalarında  faydalanılan  bir  yöntemdir. 

Radyojenik 

izotop 

oranları 

element 

konsantrasyon 

verileriyle  kombine  edilerek  radyometrik  yaş  tayininde  de 

kullanılabilir. 

 

Tablo 1. Deney sonuçlarının gösterimi (Köksal vd. 2012’den 

alın4, Contribu�ons to Mineralogy and Petrology, 163: 725-

743).  

No:

 

87

Sr/

86

Sr

 

(ölçülen)

 

143

Nd/

144

Nd

 

(ölçülen)

 

87

Sr/

86

Sr

 

(ilksel)

 

εNd

 

(ilksel)

 

1

 

0.717927± 4

 

0.512139± 4

 

0.715191

 

-8.84

 

2

 

0.712307± 15

 

0.512234± 5

 

0.709561

 

-6.90

 

3

 

0.711590± 4

 

0.512252± 3

 

0.709174

 

-6.48

 

4

 

0.711830± 5

 

0.512245± 3

 

0.709143

 

-6.70

 

5

 

0.720031± 8

 

0.512197± 4

 

0.710265

 

-7.64

 

6

 

0.710560± 5

 

0.512231± 3

 

0.709331

 

-7.18

 

Arkeolojik  ve  antropolojik  araş!rmalarda  da,  radyojenik 

izotop  verileri  değerlendirilerek  eski  dönemlere  ilişkin  yak-

laşımlarda bulunulmaktadır.  

 

KULLANILAN METODLAR  

Laboratuvarımızda;  Stronsiyum  ve  Neodmiyum  izotop 

jeokimyası  deneyleri,  TLM-ARG-RİL-01  (Sr  İzotop Oranı  Ana-

lizi  Deney  Talima!)  ve  TLM-ARG-RİL-02  (Nd  İzotop  Oranı 

Analizi  Deney  Talima!)  laboratuvar-içi  talimatları  uygula-

narak  yapılmaktadır.  Bu  talimatlar,  Alman  Yerbilimleri 

Araş!rma Merkezi (GFZ- Hemholtz Centre – Potsdam) İzotop 

Jeokimyası  Laboratuvarı’nda  kullanılan  metodlar  baz  alına-

rak ve uluslararası yayınlardan faydalanılarak laboratuvar içi 

çalışmalarla oluşturulmuştur. Bu talimatların kullanılabilirliği 

ve  geçerliliği  dünya  çapında  kullanılan  standartların  peri-

yodik  ölçümüyle  ortaya  konulmakta  ve  laboratuvarımızda 

üre$len  sonuçlar  uluslararası  birçok  yayında  kullanılmak-

tadır.  Bu  iki  metodun  yanısıra  kurşun  izotopları  konusunda 

da RİL’de çalışmalarımız devam etmektedir.