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AMS(加速器质谱)

1977年 ,美国 Rochester大学和加拿大 Mc-Master大学的科学家应用一台离子加速器作为高能质谱计 ,在测量同位素丰度方面获得了前所未有的灵敏。这种分析方法称为加速器质谱技术 (Accelerator Mass Spectrometry,AMS) ,它最初被应用于自然界有机样品中的探测。之后 , AMS被广泛地应用于长寿命放射性核素在样品中的同位素丰度比值的测定。AMS对某些核素的探测极限为 个原子 ,测定同位素丰度比值可低至 ,,对科学与技术的许多分支产生了很大的影响 ,应用范围不断扩展。AMS技术在地球科学中的应用尤为广泛 ,涉及地质年代、 水文、 海洋、 冰川、 古气候等领域。

典型的串列AMS系统一般由离子源、加速器、磁分析器或电分析器、探测器等几部分组成。

AMS经过近 30年的发展,仪器的测量精度、灵敏度、 测量效率等方面都有了很大的提高,可测量的核素不断增加。AMS技术的发展大体上可分为三个阶段:

①在 AMS技术发展初期,很快出现了第一代专用AMS设备,但是大部分的 AMS系统是在核物理实验室原有的加速器基础上改造而成的,只有部分的运行机时用于 AMS测量。第一代 AMS设备的加速器端电压相对来说都比较高, CI AE HI - 13 AMS系统就属于这类典型设备。

②第二代全套商品化 AMS设备是上世纪 90年代后发展起来的,加速器端电压均低于5MV。比较典型的设备有美国 Woods Hole海洋研究所 AMS实验室、 奥地利维也纳大学 AMS实验室等。这类设备可以进行核素的测量。

③第三代 AMS设备的最大特点是小型化,瑞士苏黎士 ETH AMS实验室与美国 NEC公司合作于 2000年研制成端电压仅为 0 5MV的超小型 AMS系统,专用于测量

首先将待测样品装入离子源,然后从离子源引出负离子流 ,经过质量(m )分析后由注入器选定质量的粒子注入到加速器进行第一级加速 ,待负离子进入到头部端电压处 ,由剥离器剥去外层电子而变为正离子 (此时分子离子被瓦解 ) ,随即进行第二级加速。最后再经过高能磁分析、静电分析 (或交叉场分析 )进行动量 M E /


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