가속기 질량 분석기는 무엇입니까?

가속기 질량 분석기는 방사성 요소를 측정하기 위해 자기와 고압의 조합을 사용하는 실험실 장치입니다. 1930 년대에 처음 시연되었지만, 질량 분석기와 결합 된 촉진제의 사용은 1970 년대까지 일반화되지 않았습니다. 질량 분석은 자기장을 사용하여 다른 원자를 무게 또는 질량으로 분리하여 분자 또는 원자의 질량을 측정합니다.

고대 문명 연구 인 고고학은 20 세기 초부터 주로 탄소 인 방사성 물질의 존재를 사용해 왔습니다. 과학자는 고고학 유적지에서 시료를 채취하여 시료에 존재하는 방사성 탄소 -14의 양을 측정하고 시료 또는 유물의 나이를 추정 할 수 있습니다. 촉진제 질량 분석기를 사용하기 전에, 탄소 -14를 측정하는 데 시간이 걸리고 많은 양의 재료가 필요했습니다. 고대 유물의 나이를 결정하기 위해 방사성 탄소를 사용하는 과학은 "탄소 연대 측정"으로 알려져 있습니다.

가속기 질량 분석기에는 여러 가지 섹션이 있지만 기본 장비는 자기 분리기와 탠덤 가속기입니다. 장치의 첫 번째 부분은 저전력 자기 분리기를 사용하여 샘플 스트림에서 원치 않는 입자 또는 분자를 제거합니다. 그런 다음 샘플이 탠덤 가속기에 들어가고, 먼저 수백만 볼트를 초과하는 고 에너지 양전하로 음으로 하전 된 입자를 끌어 당겨 입자를 가속화합니다.

가속 된 입자는 전자 스트리퍼를 통과하는데, 이는 매우 얇은 탄소 층 또는 특정 가스 인 전자 스트리퍼를 통과한다. 입자에서 전자가 제거되어 양전하 이온이 생성됩니다. 이온은 가속기의 높은 양전하에 의해 반발되기 때문에 이제 다시 가속됩니다. 이것이 장치 의이 부분을 탠덤 가속기라고하는 이유는 전하로 인한 인력과 반발의 영향을 사용하여 이온에 두 번 영향을 미치기 때문입니다.

고속 이온이 탠덤 섹션을 벗어나면, 가속기 질량 분석기의 나머지 부분은 추가 자석으로 샘플 스트림을 검출기로 보내서 입자에 도달하는 입자 수를 계산합니다. 분광계의 각 섹션은 제품 스트림을 제어하기 위해 전기 및 자기 강도를 조정할 수있는 컴퓨터에 연결됩니다. 검출기는 매우 민감하며 수백만 개의 비 방사성 이온에서 하나의 방사성 이온을 감지 할 수 있습니다.

고고학 및 지질학에서의 사용과 함께 가속기 질량 분석기는 의료 진단 테스트에 사용될 수 있습니다. 추적자 (tracer)라고하는 방사성 요소는 환자에게 주사되거나 환자가 복용 한 약물에 소량으로 포함될 수 있습니다. 신체가 약물을 흡수함에 따라, 추적기 요소는 가속기 질량 분석기에 도입 된 샘플을 사용하여 볼 수 있습니다. 매우 적은 양의 방사성 원소를 볼 수있는 분광계의 능력은 환자에게 건강상의 문제를 일으키지 않는 매우 낮은 수준의 방사능을 볼 수 있기 때문에이 기술을 가치있게 만듭니다.