Long-term variations in the open solar flux and possible links to Earth’s climate

Recent paleoclimate studies provide strong evidence for an association between cosmogenic isotope production and Earth’s climate throughout the holecene. These isotopes are generated by the bombardment of Earth’s atmosphere by galactic cosmic rays, the fluxes of which vary in approximately inverse proportion to the total open magnetic flux of the Sun. This paper discusses how results from the Ulysses spacecraft allow us to quantify the open solar flux from observations of near-Earth interplanetary space and to study its long-term variations using the homogeneous record of geomagnetic activity. A study of the results and of their accuracy is presented. The two proposed mechanisms that could lead to the open solar flux being a good proxy for solar-induced climate change are discussed: the first is the modulation of the production of some types of cloud by the air ions produced by cosmic rays; the second is a variation in the total or spectral solar irradiance, in association with changes in the open flux. Some implications for our understanding of anthropogenic climate change are discussed.

Nicht geträgerte Radioarsenisotope: ihre Herstellung, Abtrennung und Markierung von Proteinen

Das Element Arsen besitzt eine Reihe von Isotopen, die in nahezu trägerfreier Form (nca) produziert werden können und deshalb in der Radiopharmazie für die Diagnose oder Endoradiotherapie Verwendung finden können. Bei der Positronenemissionstomographie (PET) gibt es eine gewisse Lücke bei der Versorgung mit langlebigen Positronenemittern, die zur Untersuchung von langsamen physiologischen Prozessen wie z.B. der Biodistribution und Anreicherung von Antikörpern in Tumorgewebe eingesetzt werden können. Die beiden Arsenisotope 72As (T1/2 = 26 h, 88 % beta+) und 74As (T1/2 = 17,8 d, 29 % beta+) vereinen eine lange physikalische Halbwertszeit mit einer hohen Positronenemissionsrate und sind daher geeignete Kandidaten. Da das Verhalten von radioaktivem Arsen und seine Verwendung in der molekularen Bildgebung international relativ wenig bearbeitet sind, wurde die Radiochemie des Arsens von der Isotopenproduktion an Kernreaktor und Zyklotron, über die Entwicklung von Abtrennungsmethoden für Germanium und Arsen, bis hin zur Entwicklung einer soliden Markierungschemie für Antikörper weiterentwickelt. Die in dieser Arbeit bearbeiteten Felder sind: 1. Die Isotopenproduktion der relevanten Arsenisotope (72/74/77As) wurde an Kernreaktor und Zyklotron durch Bestrahlung von GeO2- und Germaniummetalltargets durchgeführt. Pro 6 h Bestrahlung von 100 mg Germanium konnten ca. 2 MBq 77As am TRIGA Reaktor in Mainz hergestellt werden. Am Zyklotron des DKFZ in Heidelberg konnten unter optimierten Bedingungen bei der Bestrahlung von Germaniummetall (EP = 15 Mev, 20 µA, 200 µAh) ca. 4 GBq 72As und ca. 400 MBq 74As produziert werden. 2. Die Entwicklung neuer Abtrennungsmethoden für nca 72/74/77As von makroskopischen Mengen Germanium wurde vorangetrieben. Für die Aufarbeitung von GeO2- und Germaniummetalltargets kamen insgesamt 8 verschiedene Methoden wie Festphasenextraktion, Flüssig-Flüssig-Extraktion, Destillation, Anionenaustauschchromatographie zum Einsatz. Die erzielten Ausbeuten lagen dabei zwischen 31 und 56 %. Es wurden Abtrennungsfaktoren des Germaniums zwischen 1000 und 1•10E6 erreicht. Alle erfolgreichen Abtrennungsmethoden lieferten *As(III) in 500 µl PBS-Puffer bei pH 7. Diese Form des Radioarsens ist für die Markierung von SH-modifizierten Molekülen, wie z.B. Antikörpern geeignet. 3. Die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung des Oxidationszustandes von nca *As in organischem, neutralem wässrigen, oder stark sauren Medium mittels Radio-DC und Anionenaustauschchromatographie wurde durchgeführt und führte zu einem besseren Verständnis der Redoxchemie des nca *As. 4. SH-modifizierte Antikörper wurden mit 72/74/77As(III) markiert. Dabei wurden zwei Methoden (Modifizierung mit SATA und TCEP) miteinander verglichen. Während das *As(III) bei Verwendung von TCEP in Ausbeuten > 90 % mit dem Antikörper reagierte, wurde für SATA-modifizierte Antikörper in Abhängigkeit von der verwendeten Abtrennungsmethode eine breite Spanne von 0 % bis > 90 % beobachtet. 5. Es wurden Phantommessungen mit 18F, 72As und 74As am µ-PET-Scanner durchgeführt, um erste Aussagen über die zu erwartende Auflösung der Arsenisotope zu erhalten. Die Auflösung von 74As ist mit 18F vergleichbar, während die von 72As erkennbar schlechter ist.

Estudo de metodologias de controle de qualidade do Mo-99 utilizado no preparo de geradores de Mo-99/Tc-99m

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Carbon isotope stratigraphy and carbonate production during the Early-Middle Jurassic: examples from the Umbria-Marche-Sabina Apennines (Central Italy)

The carbon isotopic signature of carbonates depends on secular variations of organic carbon and carbonate carbon production/burial rates. A decrease in carbonate productivity makes the organic/carbonate carbon ratio unstable up to the point that even minor variations in the organic carbon reservoirs can provoke carbon isotopic shifts. The delta(13)C positive shifts of the middle Carixian (early Pliensbachian) and the early Bajocian recorded in the Umbria-Marche-Sabina domain represent a good example of this mechanism. Both sedimentology and lithostratigraphy of pelagic platform-basin carbonate systems in this area show that important changes in the source of carbonates correspond to the observed isotopic shifts. The middle Carixian event is in fact well correlatable to the drastic reduction of benthic carbonate production on rift-related intrabasinal highs, which then became pelagic carbonate platforms. The early Bajocian event is concomitant with the beginning of a long hiatus on the pelagic carbonate platforms and with a drop of the biodiversity of calcareous organisms followed by the onset of biosiliceous sedimentation in basins. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Stable isotope ratios, carbon content and primary production of three sediment cores from the subantarctic eastern Atlantic

We present three new benthic foraminiferal delta13C, delta18O, and total organic carbon time series from the eastern Atlantic sector of the Southern Ocean between 41°S and 47°S. The measured glacial delta13C values belong to the lowest hitherto reported. We demonstrate a coincidence between depleted late Holocene (LH) delta13C values and positions of sites relative to ocean surface productivity. A correction of +0.3 to +0.4 [per mil VPDB] for a productivity-induced depletion of Last Glacial Maximum (LGM) benthic delta13C values of these cores is suggested. The new data are compiled with published data from 13 sediment cores from the eastern Atlantic Ocean between 19°S and 47°S, and the regional deep and bottom water circulation is reconstructed for LH (4-0 ka) and LGM (22-16 ka) times. This extends earlier eastern Atlantic-wide synoptic reconstructions which suffered from the lack of data south of 20°S. A conceptual model of LGM deep-water circulation is discussed that, after correction of southernmost cores below the Antarctic Circumpolar Current (ACC) for a productivity-induced artifact, suggests a reduced formation of both North Atlantic Deep Water in the northern Atlantic and bottom water in the southwestern Weddell Sea. This reduction was compensated for by the formation of deep water in the zone of extended winter sea-ice coverage at the northern rim of the Weddell Sea, where air-sea gas exchange was reduced. This shift from LGM deep-water formation in the region south of the ACC to Holocene bottom water formation in the southwestern Weddell Sea, can explain lower preformed d13CDIC values of glacial circumantarctic deep water of approximately 0.3 per mil to 0.4 per mil. Our reconstruction brings Atlantic and Southern Ocean d13C and Cd/Ca data into better agreement, but is in conflict, however, with a scenario of an essentially unchanged thermohaline deep circulation on a global scale. Benthic delta18O-derived LGM bottom water temperatures, by 1.9°C and 0.3°C lower than during the LH at deepest southern and shallowest northern sites, respectively, agree with the here proposed reconstruction of deep-water circulation in the eastern South Atlantic Ocean.

The theory of isotope separation as applied to the largescale production of U235 /

Includes bibliographies.