Co to jest spektrometr mas akceleratora?

Spektrometr masowy akceleratora to urządzenie laboratoryjne, które wykorzystuje kombinację magnetyzmu i wysokiego napięcia do pomiaru pierwiastków radioaktywnych.Chociaż po raz pierwszy wykazano w latach 30. XX wieku, zastosowanie akceleratorów w połączeniu ze spektrometrią mas stało się powszechne dopiero w latach siedemdziesiątych.Spektrometria masowa jest pomiarem cząsteczki lub masy atomowej poprzez oddzielenie różnych atomów od ich wagi lub masy przy użyciu pól magnetycznych.

Archeologia, badanie starożytnych cywilizacji, wykorzystała obecność materiałów radioaktywnych, głównie węgla, od początku XX wieku, od początku XX wieku.Naukowiec może pobrać próbkę z miejsca archeologicznego, zmierzyć ilość radioaktywnego węgla-14 obecnego w próbce i oszacować wiek próbki lub artefaktu.Przed użyciem spektrometru masowego akceleratora pomiar węgla-14 był czasochłonny i wymagał dużej ilości materiału.Nauka o stosowaniu radioaktywnego węgla do określenia wieku starożytnych artefaktów jest znana jako datowanie węgla.

Istnieje kilka różnych sekcji w spektrometrze mas akceleratora, ale głównym sprzętem jest separator magnetyczny i akcelerator tandemowy.Pierwsza część urządzenia wykorzystuje separator magnetyczny o niskiej mocy do usuwania niechcianych cząstek lub cząsteczek ze strumienia próbki.Następnie próbka wchodzi do akceleratora tandemowego, który najpierw przyspiesza cząstki, przyciągając ujemnie naładowaną cząsteczkę wysokim energicznym dodatnim ładunkiem elektrycznym, przekraczając miliony woltów.

Przyspieszone cząstki przechodzą przez striptizerkę elektronową, która jest albo bardzocienka warstwa węgla lub określony gaz.Elektrony są usuwane z cząstki, co powoduje pozytywnie naładowany jon.Jony są teraz ponownie przyspieszane, ponieważ są odpychane przez wysoki ładunek dodatni akceleratora.Właśnie dlatego ta część urządzenia nazywa się akceleratorem tandemowym, ponieważ wpływa ona na jony dwukrotnie przy użyciu efektów przyciągania i odpychania z powodu ładunku elektrycznego.

Gdy jony o dużej prędkości opuści sekcję tandemową, pozostałą część akceleratoraSpektrometr masowy to dodatkowe magnesy, które mogą skierować strumień próbki do detektora, który zlicza liczbę cząstek docierających do niego.Każda sekcja spektrometru jest podłączona do komputerów, które mogą dostosować wytrzymałość elektryczną i magnetyczną do kontrolowania strumienia produktu.Detektory są wyjątkowo wrażliwe i mogą wyczuć jeden radioaktywny jon u wielu milionów nie radioaktywnych.

Wraz z jego zastosowaniem w archeologii i geologii, w testach diagnostycznych można zastosować spektrometr masowy akceleratora.Element radioaktywny, zwany znacznikiem, można wstrzykiwać do pacjenta lub uwzględnić w małych ilościach w leku pobieranym przez pacjenta.Gdy ciało pochłania lek, element znacznika można zobaczyć przy użyciu próbek wprowadzonych do spektrometru masowego akceleratora.Zdolność spektrometru do dostrzeżenia bardzo małych ilości elementu radioaktywnego sprawia, że technika jest cenna, ponieważ pacjent widzi bardzo niski poziom radioaktywności, o których nie uważa się, że powoduje problemy zdrowotne.