เครื่องเร่งมวลสารแบบเร่งความเร็วเป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการที่ใช้การผสมผสานของแม่เหล็กและแรงดันไฟฟ้าสูงในการวัดองค์ประกอบของสารกัมมันตรังสี แม้ว่ามันจะแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกในช่วงทศวรรษที่ 1930 การใช้เครื่องเร่งความเร็วร่วมกับแมสสเปคโตรมิเตอร์ไม่ได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาจนกระทั่งปี 1970 Mass Spectrometry เป็นการตรวจวัดโมเลกุลหรือมวลของอะตอมโดยการแยกอะตอมต่าง ๆ ด้วยน้ำหนักหรือมวลโดยใช้สนามแม่เหล็ก
โบราณคดีการศึกษาอารยธรรมโบราณได้ใช้วัสดุกัมมันตรังสีซึ่งส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนมาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์สามารถนำตัวอย่างจากแหล่งโบราณคดีวัดปริมาณของกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน -14 ที่มีอยู่ในตัวอย่างและประมาณอายุของตัวอย่างหรือสิ่งประดิษฐ์ ก่อนที่จะใช้เครื่องเร่งมวลสารแบบเร่งความเร็วการวัดปริมาณคาร์บอน -14 นั้นใช้เวลานานและต้องใช้วัสดุจำนวนมาก วิทยาศาสตร์ของการใช้คาร์บอนกัมมันตรังสีเพื่อกำหนดอายุของสิ่งประดิษฐ์โบราณเรียกว่า "การออกเดทคาร์บอน"
มีหลายส่วนที่แตกต่างกันในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลชนิดเร่งความเร็ว แต่อุปกรณ์หลักคือตัวคั่นแม่เหล็กและตัวเร่งความเร็วแบบตีคู่ ส่วนแรกของหน่วยใช้ตัวคั่นแม่เหล็กกำลังแรงต่ำเพื่อกำจัดอนุภาคหรือโมเลกุลที่ไม่ต้องการออกจากกระแสตัวอย่าง จากนั้นตัวอย่างจะเข้าสู่ตัวเร่งความเร็วแบบ tandem ซึ่งเร่งอนุภาคโดยการดึงดูดอนุภาคที่มีประจุลบด้วยประจุไฟฟ้าบวกพลังงานสูงบวกโวลต์นับล้าน
อนุภาคที่เร่งแล้วจะผ่านอิเล็กตรอนสตริปเปอร์ซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ ของคาร์บอนหรือก๊าซที่เฉพาะเจาะจง อิเล็กตรอนจะถูกลบออกจากอนุภาคทำให้เกิดไอออนที่มีประจุบวก ไอออนจะถูกเร่งอีกครั้งเพราะมันถูกผลักไสโดยประจุบวกสูงของคันเร่ง นี่คือสาเหตุที่ส่วนนี้ของอุปกรณ์เรียกว่าตัวเร่งความเร็วแบบตีคู่เนื่องจากมันมีผลต่อไอออนสองครั้งโดยใช้ผลของแรงดึงดูดและแรงผลักเนื่องจากประจุไฟฟ้า
เมื่อไอออนความเร็วสูงออกจากส่วนตีคู่ส่วนที่เหลือของสเปคโตรมิเตอร์มวลคันเร่งจะเป็นแม่เหล็กเพิ่มเติมที่สามารถนำกระแสตัวอย่างไปยังเครื่องตรวจจับที่นับจำนวนอนุภาคที่มาถึง สเปกโตรมิเตอร์แต่ละส่วนเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ที่สามารถปรับความแรงของไฟฟ้าและแม่เหล็กเพื่อควบคุมกระแสผลิตภัณฑ์ เครื่องตรวจจับมีความไวสูงมากและสามารถรับรู้กัมมันตภาพรังสีหนึ่งไอออนในตัวตรวจจับที่ไม่ใช่กัมมันตภาพรังสีหลายล้านตัว
นอกจากการใช้งานในด้านโบราณคดีและธรณีวิทยาแล้วเครื่องเร่งมวลสารแบบเร่งความเร็วยังสามารถใช้ในการทดสอบวินิจฉัยทางการแพทย์ ธาตุกัมมันตรังสีที่เรียกว่า tracer สามารถฉีดเข้าไปในผู้ป่วยหรือรวมอยู่ในปริมาณเล็กน้อยในยาที่ผู้ป่วยรับประทาน ในขณะที่ร่างกายดูดซับยาเสพติดองค์ประกอบตามรอยสามารถมองเห็นได้โดยใช้ตัวอย่างที่แนะนำในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลเร่ง ความสามารถของสเปกโตรมิเตอร์เพื่อดูปริมาณกัมมันตภาพรังสีในปริมาณที่น้อยมากทำให้เทคนิคนี้มีค่าเพราะผู้ป่วยมองเห็นกัมมันตภาพรังสีในระดับต่ำมากซึ่งไม่เชื่อว่าจะทำให้เกิดปัญหาสุขภาพ
