加速器質量分析計とは何ですか？

加速器質量分析計は、磁気と高電圧の組み合わせを使用して放射性元素を測定する実験装置です。 1930年代に最初に実証されましたが、質量分析と組み合わせた加速器の使用は1970年代までは一般的になりませんでした。質量分析は、異なる原子を磁場を使用して重量または質量で分離することにより、分子または原子の質量の測定です。

古代文明の研究である考古学は、20世紀初頭以来、主に炭素の放射性物質の存在を使用しています。科学者は、考古学部位からサンプルを採取し、サンプルに存在する放射性炭素-14の量を測定し、サンプルまたはアーティファクトの年齢を推定できます。加速器質量分析計を使用する前に、炭素-14を測定するには時間がかかり、大量の材料が必要でした。古代のアーティファクトの年齢を決定するために放射性炭素を使用する科学は「炭素Da」として知られていますティング。」

加速器質量分析計にはいくつかの異なるセクションがありますが、主要な機器は磁気分離器とタンデムアクセラレータです。ユニットの最初の部分は、低電力磁気セパレーターを使用して、サンプルストリームから不要な粒子または分子を除去します。次に、サンプルはタンデムアクセラレータに入ります。これは、数百万ボルトを超える高エネルギーの正の電荷で負に帯電した粒子を引き付けることにより、最初に粒子を加速します。

加速された粒子は、炭素の非常に薄い層であるか、特定のガスのいずれかである電子ストリッパーを通過します。電子は粒子から除去され、その結果、正に帯電したイオンが生じます。イオンは、アクセルの高い正電荷によって撃退されるため、再び加速されます。これが、デバイスのこの部分がタンデムアクセラレータと呼ばれる理由です。s電気電荷による引力と反発の効果を使用して2回イオン。

高速イオンがタンデムセクションを離れると、アクセラレータ質量分析計の残りの部分は、サンプルストリームを到達する粒子の数をカウントする検出器に誘導できる追加の磁石です。分光計の各セクションは、電気的および磁気強度を調整して製品ストリームを制御できるコンピューターに接続されています。検出器は非常に敏感であり、何百万もの非放射性イオンで1つの放射性イオンを感知できます。

考古学と地質学での使用に加えて、アクセラレータ質量分析計を医療診断検査で使用できます。トレーサーと呼ばれる放射性元素を患者に注射するか、患者が採取した薬物に少量に含めることができます。身体が薬物を吸収すると、トレーサー要素は、加速器質量分析計に導入されたサンプルを使用して見ることができます。分光計のsへの能力EE非常に少量の放射性元素は、健康上の懸念を引き起こすとは考えられていない非常に低いレベルの放射能を見ているため、テクニックを貴重にします。