Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Een nieuwe benadering tot lood isotopen in de archeometrie: de stroom en recyclage van materialen en ideeën" "Patrick Degryse" Geologie "In herkomststudies van archeologische materialen, worden lood isotopen data conventioneel geïnterpreteerd door middel van bi-plots. Hierbij wordt de signatuur van artefacten grafisch vergeleken met deze van mogelijke grondstoffen. Dat is zeker nuttig gebleken voor de studie van de eerste pyrotechnologie, zoals de herkomst van het vroegste glas en metaal, maar botst op zijn limieten wanneer materialen door de mens gemengd of gerecycleerd worden. Door te kijken naar gelijkenissen of verschillen in samenstelling van gehele assemblages, kunnen echter andere vragen dan herkomst beantwoord worden, zoals de instroom van verse grondstoffen in een maatschappij versus het blijvend gebruik of recycleren van dezelfde materialen. In dit project worden nieuwe benaderingen ontwikkeld om loodisotopen te interpreteren, door gebruik te maken van kernel statistiek, en wordt hiermee de ‘flow’ van materialen bekeken. Dit wordt toegepast op het bepalen van de herkomst van het eerste antimoon in de late Brons- en Ijzertijd, en op het kwantificeren van de instroom van vers glas, lood en zilver in het Romeinse Rijk, versus de recyclage ervan." MC-ICP-MS "Platform voor interdiciplinair isotopisch onderzoek door middel van Multi-collectoren geïnduceerde gekoppeld plasma en massa spectrometry" "SRP-Onderzoekszwaartepunt: De Aarde: Van Accretie tot Anthropoceen: Reconstructie van 4,5 Miljard Jaar Milieuveranderingen" "Philippe Claeys" "Geografie, Analytisch- Milieu- & Geo-Chemie, Scheikunde" "De SRP bestudeert oude en moderne veranderingen van het wereldwijde aardsysteem. Gekoppeld aan numerieke modellering, documenteren het gedrag en de concentratie van geselecteerde chemische elementen (Cd, Fe..), en isotopenverhoudingen (13C/12C, 18O/16O...), gemeten in mineralen, fossielen, sedimenten, water, ijs, botten, enz. factoren en processen die worden veroorzaakt en/of het gevolg zijn van (paleo)omgevingsveranderingen, op tijdschalen variërend van miljoenen jaren tot seizoenen of dagen. Dit project ondersteunt 4 onderzoeksprioriteiten. De eerste 3 bouwen voort op het werk dat eerder werd uitgevoerd op 1) meteorieten en inslagkraters, 2) paleoklimaatreconstructie en 3) antropogene vervuiling. De 4e nieuwe lijn in de bioarcheologie gebruikt dezelfde chemische tracers om licht te werpen op de interacties tussen oude bevolking en landschap en hun wisselwerkinig in de tijd. De geplande werkzaamheden hebben meer in het bijzonder betrekking op: 1) De karakterisering van de flux van buitenaards materiaal naar de aarde gericht op geologische perioden, die waarschijnlijk gekenmerkt werden door een hogere intensiteit: het late Eoceen, Trias- Jura en midden-Ordovicium. 2) Het modelleren van klimaatomstandigheden tijdens Pleistocene interglaciale perioden en het bestuderen aan hoge resolutie van overgangen tussen opwarming en afkoeling in het verleden. 3) De studie, in dichtbevolkte verstedelijkte zones in de buurt van actieve vulkanen, van hoe vulkanische as gevaarlijke verontreinigende stoffen absorbeert/accumuleert, evenals hun mogelijke effecten op de lokale bevolking. 4) De documentatie van de opname van biologisch beschikbare Sr (en metalen) in planten, zoals Sr-isotoop gemeten op botten en tanden van archeologische vindplaatsen, aangezien Sr isotopenverhoudingen gemeten op botten en tanden van archeologische vindplaatsen levende patronen van menselijke populaties in het verleden documenteren. Op lange termijn heeft dit programma tot doel alle VUB-actoren rond de aard- en milieuwetenschappen te verenigen, om de VUB te positioneren als een pijler in het onderzoek naar global change op nationaal en internationaal niveau." "Sabbatperiode Patrick Degryse: Micro-analyse van culturele artefacten: de herkomst van antimoon in late Bronstijd pyrotechnologie" "Patrick Degryse" Geologie "Antimoonmineralen werden vanaf het 5e millennium vGT veelvuldig gebruikt als grondstof in de metallurgie en de glasproductie. Toch zijn vragen over techniek en herkomst niet naar tevredenheid beantwoord. Om de herkomst van antimoonertsen die in oude technologie worden gebruikt, te onderzoeken, heeft de groep van P. Degryse Sb-isotopenanalyse (AIA) ontwikkeld om ertsen te vergelijken met artefacten, naast het gebruik van meer gevestigde loodisotopenanalyse (LIA). De eerste techniek kent echter fractionering die (voorlopig) werd gekwantificeerd, terwijl de laatste benadering een uitdaging is omdat antimoonmaterialen vaak weinig Pb bevatten. Aangezien de Kaukasus wordt gezien als de belangrijkste leverancier van antimoon voor de wereld van de late bronstijd, zullen ertsen uit dit gebied dat eerder werd gekarakteriseerd worden vergeleken met gegevens van glas en Sb-metalen voorwerpen (beschikbaar van Cranfield University, prof. A. Shortland). Atom Probe Tomography (Northwestern University, M. Walton, D. Isheim) zal de verdeling van elementen en fasen in deze materialen in kaart brengen. Dergelijke informatie kan veelzeggend zijn over het type ertsbron dat is verminderd en mogelijk de gebruikte technologie. Ook kan de isotopensamenstelling van de materialen worden geschat, wat inzicht geeft in niet-gefractioneerde waarden voor AIA en het oplossen van problemen met een laag gehalte voor LIA. Met Northwestern University, Centre for Scientific Study in the Arts, is een extern project geformuleerd om APT te gebruiken. Tegelijkertijd is een gasthoogleraarschap aan de Cranfield University voorzien voor de periode van het sabbatical leave, waardoor de nieuwe afdeling archeologische wetenschap van Cranfield University kan worden versterkt en hun recente investering van miljoenen ponden in apparatuur kan worden benut. Dit werk omvat het evalueren van onderzoek naar archeologische materialen en het opzetten van nieuwe laboratoriumfaciliteiten, het binnenhalen van nieuw projectmateriaal zoals het beschreven Sb-project, het delen van uitgebreide ervaring met het toepassen van statistische modellen en het werken met verschillende archeomaterialen en forensisch personeel om nieuwe wegen te onderzoeken voor de exploitatie van isotopensystemen in hun werk." "Het Europese medische isotopenprogramma: productie van zeer zuivere isotopen door massascheiding" "Thomas Elias Cocolios" "Kern- en Stralingsfysica (IKS), Radiofarmaceutisch Onderzoek, Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "PRISMAP - The European medical isotope programme: Production of high purity isotopes by mass separation proposes to federate a consortium of the key European intense neutron sources, isotope mass separation facilities and high-power accelerators and cyclotrons, with leading biomedical research institutes and hospitals active in the translation of the emerging radionuclides into medical diagnosis and treatment. PRISMAP will create a single-entry point for a fragmented user community distributed amongst universities, research centres, industry and hospitals, in a similar way as the National Isotope Development Center NIDC supported by the Department of Energy (DOE) has provided radionuclide sources for users in the USA. PRISMAP brings together a consortium of 23 beneficiaries from 13 countries, one European Research Laboratory and an International Organisation. It further receives support of leading associations and institutions in the field such as the European Association of Nuclear Medicine (EANM) and the International Atomic Energy Agency (IAEA). Our main goal is to provide a sustainable source of high purity grade new radionuclides for medicine, involving from the onset upcoming major European infrastructures, to provide a single-entry point for all researchers active in this field including SMEs, global pharma, nuclear centres, hospitals and universities, using standardised access procedures. The new isotope enrichment and standardisation techniques triggered in PRISMAP will expand our services and provide them to yet unreachable remote European laboratories. PRISMAP thus strives to create a paradigm shift in the early phase research on radiopharmaceuticals, targeted drugs for cancer – one of the major diseases in Europe - theranostics and personalised medicine, shaping the European isotope landmark as a gold standard to accelerate the development of the pharma industry and ultimately of a better healthcare for the improvement of our citizens’ life." "MEDICIS geproduceerde radio-isotopenbundels voor medicijnen." "Piet Van Duppen" "Kern- en Stralingsfysica (IKS)" "Pure accelerated radioisotope beams have been used for 50 years in fundamental physics R&D, e.g. for nuclear structure studies (pear shaped exotic nuclei, Nature 2013); CERN-ISOLDE plays a central role in developing accelerator technologies and fostering collaborative approaches to advance this field of isotope mass separation online. Our most recent contribution was the use of nanomaterial targets for more intense and reliable beam production, and laser ion sources for their purification (discovery of yet unknown 233Francium).Radioisotopes are widely used for functional imaging in medicine, based on 99mTechnetium or on 18Fluorine. This field is expected to rapidly expand, when coupling imaging with new cancer treatments, with isotopes emitting different type of radioactivity, e.g. alpha particles. This is shown with the recently introduced 223Radium chloride (Xofigo®) used as a treatment drug in advanced bone cancers. However, either shortage in the supply of 99mTechnetium or lack of access to new radioisotope with adequate properties is a severe treat to develop personalized treatment that combine functional imaging and therapy.Ovarian cancers have poor prognosis, are the second most frequent cancer for women and one of the deadliest. They are difficult to treat, because of possible presence of metastasis, and because this region is difficult to irradiate without collateral damages.MEDICIS-PROMED will train a new generation of scientists to develop systems for personalized Medicine combining functional imaging and treatments based on radioactive ion beam mass-separation. This will be done across a coherent intersectorial multidisciplinary network with world-leading scientists in their field.Subsystems for the development of new radiopharmaceuticals, of isotope mass separators at medical cyclotrons, and of mass separated 11Carbon for PET-aided hadron therapy will be specifically developed to treat the ovarian cancer." "CycloNet : Europees Cyclostratigrafie Netwerk" "Philippe Claeys" "Scheikunde, Analytisch- Milieu- & Geo-Chemie" "Het weer en klimaat op aarde zijn cyclisch op verschillende tijdschalen. Mensen zijn het meest vertrouwd met het dagelijkse variaties in oppervlaktetemperaturen of de seizoenscyclus. Over geologische tijdschalen heen, de astronomische configuratie ten opzichte van de zon veroorzaakt ook ritmische klimaatveranderingen, met bekende periodiciteiten. Inderdaad, zwaartekrachtinteracties van het zonnestelsel beïnvloeden de oriëntatie en positie van de aarde die de verdeling van binnenkomende zonnestraling, zoals het tempo van de Quartaire ijstijden illustreert. drie parameters, vaak aangeduid als Milankovitch-parameters, controleren de astronomische configuratie van de aarde: de precessie en scheefstand van de aardas (perioden: respectievelijk 20 en 41 duizend jaar), en de excentriciteit van de aardas baan (meerdere perioden van ~ 100, 405 en ~ 2400 duizend jaar). Dit wetenschappelijke netwerk brengt geologen, astronomen en signaalverwerkers samen om te identificeren, te extraheren en astronomisch gedreven klimaatveranderingen, vastgelegd in sedimentaire geologische archieven, interpreteren door middel van: tijdreeksanalyse. Het bestuderen van oude klimaatsignalen biedt gedetailleerde inzichten in de klimaatdynamiek in het verleden, inclusief hun chronologie en tempo. Door de verdeling van zonne-energie (in tijd en ruimte) te sturen, Milankovitch-parameters beïnvloeden verschillende klimaatprocessen (temperatuur, neerslag, oceaan, & atmosfeercirculatie enz.) die uiteindelijk sedimentatiepatronen wijzigen. Daarom is de identificatie van deze astronomische cycli gegraveerd in oude sedimentaire sequenties (cyclostratigrafie) reconstrueert de hartslag van vroegere klimaattoestanden (paleoklimatologie) en als een metronoom, hun frequenties nauwkeurig reconstrueren van geologische tijdschalen (astrochronologie). De studie van astronomische klimaatforcering en de toepassing van cyclostratigrafie kende een spectaculaire groei in de afgelopen decennia. In 2018, de eerste Cyclostratigraphy Intercomparison Project (CIP) workshop vormde de eerste poging om verschillende methodologische benaderingen te vergelijken en de globale gemeenschap rond standaard, uniforme en betrouwbare procedures. De resultaten, samengevat in een review paper gepubliceerd in Earth-Science Reviews (Sinnesael et al., 2019) concludeerde: [1] Er is behoefte aan verdere organisatie van de cyclostratigrafische gemeenschap (bijvoorbeeld om verschillende methodologieën te stroomlijnen); [2] Cyclostratigrafie is een trainbare vaardigheid, maar momenteel hebben veel universiteiten geen specifieke middelen voor training en onderwijs. Vandaag een reguliere nieuwsbrief, een speciaal gratis open-access tijdschrift, een wetenschappelijke podcast met de titel CycloPod en een educatieve website www.cyclostratigraphy.org verbinden de cyclostratigrafie-gemeenschap. CycloNet bouwt deze inspanning uit tot een echt en duurzaam wetenschappelijk onderzoeksnetwerk gecoördineerd in Vlaanderen, met partners uit heel Europa en open voor de wereldgemeenschap. CycloNet structureert en officialiseert de Europese groeiende cyclostratigrafische gemeenschap, in nauwe samenwerking met Amerikaanse partners in de CycloAstro project (https://sites.google.com/view/cycloastro/). Tegelijkertijd creëert CycloNet een platform voor het stroomlijnen en integreren van nieuwe multidisciplinaire benaderingen. De belangrijkste wetenschappelijke doelen voor CycloNet in de komende vijf jaar zijn: 1) Zet ​​een diverse en duurzame gemeenschapsstructuur op, steunend op uitwisseling, interactie en training. Het biedt een gratis state-of-the-art digitaal educatief platform, voor lezingen om inspiratie op te doen en voor studenten om zelfstudie te doen. Het organiseert jaarlijkse veldtrainingen voor beginnende cyclostratigrafen en mid-career geologen die hun ""vaardigheden"" willen uitbreiden. De laatste groep is bedoeld om getuige te zijn van een snelle uitbreiding van cyclostratigrafietraining in BSc- en MSc-programma's wereldwijd. 2) Onderzoek stimuleren door nieuwe methodologische benaderingen die geavanceerde signaalverwerkingstechnieken toepassen, gedreven door samenwerking tussen cyclostratigrafen, astronomen, signaalverwerkingsingenieurs en klimaatmodelleurs. Meer voorkennis (bijv. astronomische oplossingen) opnemen in cyclostratigrafische analyses, terwijl tegelijkertijd astronomische modellen worden getest aan de hand van geologische gegevens. 3) Organiseer een tweede Cyclostratigrafisch Intercomparison Project, in Brussel in 2023 of 2024. Opzetten regelmatige bijeenkomsten (online, hybride & fysiek) om resultaten en nieuwe ontwikkelingen te presenteren, evenals gedetailleerde veldstudies/bemonsteringsmissies om nieuwe ontwikkelingen en methodologieën op de ontsluiting te testen." "X-stral analytische instrumentatie : Van het terrein tot de microschaal" "Karin Nys" "Materialen & chemie, Scheikunde, Analytisch- Milieu- & Geo-Chemie, Kunstwetenschappen en Archeologie" "Aankoop van X-straal instrumenten voor onderzoek in de archeometrie, geochemie, en materiaalkunde" "Collineare resonantie ionisatie spectroscopie van kalium isotopen: voorbij N=32" "Gerda Neyens" "Kern- en Stralingsfysica (IKS)" "De eigenschappen van onstabiele atoomkernen begrijpen is al lang een open probleem. De observatie dat de zogenaamde magische getallen kunnen veranderen blijft veel aandacht trekken, van zowel de experimentele als theoretische kant. Deze thesis draagt bij tot dit onderzoek via de meting van het magnetisch moment en de veranderingen in de gemiddelde ladingsstraal van neutron-rijke kalium (K) isotopen (met protongetal Z=19). Deze isotopen kunnen nu beschreven worden met theoretische berekeningen, en hun eigenschappen zijn dus een uitstekende test voor nieuwe theoretische ontwikkelingen. In de nabijheid van calcium (Z=20) werden onlangs nieuwe magische neutrongetallen N=32,34 gesuggereerd in de literatuur. De studie van 52K (N=33) laat dus toe om deze bevindingen te verifiëren, bijvoorbeeld met een meting van de grootte van deze atoomkern. Het magnetisch moment van deze isotoop laat verder toe om de configuratie te bestuderen en te vergelijken met empirische en theoretische voorspellingen. Dit geeft opnieuw een goede test voor het magische karakter van N=32 en Z=20.De metingen in deze thesis werden uitgevoerd met de Collineaire Resonantie Ionisatie Spectroscopie techniek. Eerst wordt in de thesis een laser ionisaties schema besproken dat tegelijkertijd hoge resolutie en efficiëntie levert. Dan volgen de ontwikkelingen die de precisie van de methode verbeteren. Beide aspecten zijn essentieel om de CRIS methode toepasbaar te maken op lichtere atomen. Verder werd ook een vervalspectroscopiesysteem ontwikkeld, waarmee het detectieproces van de techniek niet verstoord wordt door de aanwezigheid van ongewenste stabiele isotopen. Op deze manier werd de selectiviteit van de methode sterk verbeterd.Dankzij deze verbeteringen en ontwikkelingen kon de hyperfijnstructuur van 52K opgemeten worden. De nieuwe meting van de kernspin van dit isotoop bevestigt de literatuurwaarde I=2. Het magnetisch moment wordt goed gereproduceerd door berekeningen met het schillenmodel en de SDPF-U interactie. De relatieve pure configuratie van dit isotoop wordt gedomineerd door de koppeling van een proton in de d3/2-schil, en een neutron in de p1/2-schil. De veranderingen in de ladingsstraal past in de trend van de andere isotopen. Er is geen bewijs voor een plotse toename in de ladingsstraal, wat typisch wel optreedt bij schillensluitingen. De ladingsstraal wordt verder ook vergeleken met zogenaamde coupled-cluster berekeningen die gebruik maken van een nieuwe interactie, afgeleid van chiral effective field theory. Het feit dat de theorie er niet in slaagt deze ladingsstraal te voorspellen is misschien een aanwijzing dat de structuur van de isotopen in deze regio complexer is dan verwacht." "Lood isotopen verhoudingen anders bekeken: het vloeien en recycleren van materialen en ideeën" "Patrick Degryse" Geologie "Het belangrijkste doel van dit onderzoeksproject is het ontwikkelen van een innovatieve methode voor het interpreteren van lood-isotopenratio data in de archeologie, gebaseerd op de drie fundamentele verhoudingen gemeten in laboratoriumstudies (208Pb / 204Pb, 207Pb / 204Pb, 206Pb / 204Pb) en deze te interpreteren met kernel dichtheidstechnieken (KDE). Hoewel een dergelijke op KDE gebaseerde benadering goed ontwikkeld kan zijn in de statistiek, is deze alleen gesuggereerd en bijna nooit effectief gebruikt in de archeologische wetenschap, en gaat daarmee verder dan de stand van het onderzoek. Deze nieuwe methode zal, in combinatie met andere samenstellingsdata, worden toegepast bij de studie van twee specifieke materiaalcategorieën, namelijk glas en metaal, waarbij het gebruik van ruwe materialen (uit minerale bronnen) wordt geïdentificeerd en gekwantificeerd versus het voortdurende hergebruik van eerder gevormde materialen ( door recycleren en mengen). In feite zal de recyclage van glas, zilver en metallisch lood worden onderzocht op schaal van het Romeinse Rijk. De focus in dit project ligt op het detecteren en kwantificeren van veranderingen in de tijd en ruimtelijke verschillen in de archeologische record. Het in kaart brengen van de ‘stroom’ van glas, zilver en lood in de late bronstijd en de Romeinse mediterrane wereld vereist een antwoord op de vragen: • Wat zijn de opvallende veranderingen en overeenkomsten tussen de LIA ‘vingerafdrukken’ van glas-, zilver- en loodassemblages uit de opeenvolgende perioden in de Romeinse wereld? • Hoe kan deze continuïteit of verandering worden geïnterpreteerd? Is het mogelijk, en in welke mate, om de timing en oorsprong van nieuwe invoer van vers glas, zilver en lood in het Romeinse systeem van materiaalverwerving te identificeren? • Is het voor al deze materialen mogelijk om veranderingen in een sociaal-geografische context te interpreteren, ook rekening houdend met materiaaleigenschappen, archeologische context en fabricagekenmerken? Dergelijke gevolgtrekkingen kunnen niet zinvol worden gemaakt op basis van individuele analyses van geïsoleerde objecten, maar waarnemingen van veranderingen moeten worden gedaan op basis van groepseigenschappen, waarbij zin wordt gegeven aan wat er wordt verwacht van de samenstelling van een groep objecten gedurende een bepaalde tijd en periode. Bestaande erts- en artefactgegevens die al zijn verzameld en beschikbaar zijn voor de onderzoeksgroep, zullen worden geëvalueerd, aangevuld met gerichte nieuwe analyse door MC-ICP-MS."