Qu'est-ce qu'un spectromètre de masse d'accélérateur?
Un spectromètre de masse accélérateur est un dispositif de laboratoire qui utilise une combinaison de magnétisme et de haute tension pour mesurer les éléments radioactifs. Bien qu'il ait été démontré pour la première fois dans les années 1930, l'utilisation d'accélérateurs combinée à la spectrométrie de masse n'est devenue monnaie courante que dans les années 1970. La spectrométrie de masse est la mesure d'une molécule ou d'une masse d'un atome en séparant différents atomes par leur poids ou leur masse à l'aide de champs magnétiques.
L'archéologie, l'étude des civilisations anciennes, a utilisé la présence de matières radioactives, principalement du carbone, depuis le début du 20e siècle. Un scientifique pourrait prélever un échantillon d'un site archéologique, mesurer la quantité de carbone radioactif-14 présent dans l'échantillon et estimer l'âge de l'échantillon ou de l'artefact. Avant l'utilisation d'un spectromètre de masse d'accélérateur, la mesure du carbone 14 prenait du temps et nécessitait une grande quantité de matériau. La science de l'utilisation du carbone radioactif pour déterminer l'âge des artefacts anciens est connu sous le nom de "carbone dating. "
Il existe plusieurs sections différentes dans un spectromètre de masse d'accélérateur, mais l'équipement primaire est un séparateur magnétique et un accélérateur en tandem. La première partie de l'unité utilise un séparateur magnétique de faible puissance pour éliminer les particules ou les molécules indésirables du flux d'échantillon. Ensuite, l'échantillon entre dans l'accélérateur en tandem, qui accélère d'abord les particules en attirant la particule chargée négativement avec une charge électrique positive à haute énergie, dépassant des millions de volts.
Les particules accélérées passent ensuite à travers un strip-teaseuse électronique, qui est soit une couche très fine de carbone, soit un gaz spécifique. Les électrons sont retirés de la particule, résultant en un ion chargé positivement. Les ions sont maintenant accélérés à nouveau, car ils sont repoussés par la charge positive élevée de l'accélérateur. C'est pourquoi cette partie de l'appareil est appelée accélérateur en tandem, car elle affectes les ions deux fois en utilisant les effets de l'attraction et de la répulsion en raison de la charge électrique.
Une fois que les ions à grande vitesse quittent la section en tandem, le reste du spectromètre de masse de l'accélérateur est des aimants supplémentaires qui peuvent diriger le flux d'échantillon vers un détecteur qui compte le nombre de particules qui l'atteignent. Chaque section du spectromètre est connectée à des ordinateurs qui peuvent ajuster la résistance électrique et magnétique pour contrôler le flux de produit. Les détecteurs sont extrêmement sensibles et peuvent sentir un ion radioactif dans plusieurs millions de personnes non radioactives.
Parallèlement à son utilisation en archéologie et en géologie, un spectromètre de masse accélérateur peut être utilisé dans les tests de diagnostic médical. Un élément radioactif, appelé traceur, peut être injecté dans un patient ou inclus en petites quantités dans un médicament pris par le patient. Lorsque le corps absorbe le médicament, l'élément de traceur peut être vu en utilisant des échantillons introduits dans un spectromètre de masse d'accélérateur. La capacité du spectromètre à sEE Très petites quantités d'un élément radioactif rend la technique précieuse, car le patient voit de très faibles niveaux de radioactivité qui ne sont pas censés causer des problèmes de santé.