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中核集团成功研发300kV小型化重核素加速器质谱,达国际先进水平

文章来源: 中核集团       发布时间:2018-12-28

12月15日,由中核集团原子能院自主研制、具有完全自主知识产权的300kV小型化重核素加速器质谱(AMS)装置,成功实现了对碘-129的高效高灵敏测量,测量灵敏度达到国际先进水平,标志着该装置研制成功。


中核集团成功研发300kV小型化重核素加速器质谱,达国际先进水平


此装置具备高质量分辨、高效传输、高能量分辨等优点,是原子能院在成功研发碳-14小型化轻核素AMS装置后,再次成功研发的重核素小型化AMS装置,表明原子能院已具备研发国际先进水平AMS系统的能力。


长寿命的宇宙射线核素和人工生成核素(如碘-129、碳-14),在环境科学具有非常重要的意义。加速器质谱就是将加速器和质谱技术结合在一起,是目前测量长寿命放射性核素灵敏度最高的分析技术。


加速器质谱AMS是基于加速器和离子探测器的一种高能质谱,属于同位素质谱(MS),它克服了传统MS存在的分子本底和同量异位素本底干扰的限制,因此具有极其高的同位素丰度灵敏度。目前传统MS的丰度灵敏度最高为10-8,AMS则达到了10-16。AMS不仅具有如此高的分析灵敏度,还有样品用量少(ng量级)和测量时间短等优点。因此AMS为地质、考古、海洋、环境等许多学科研究的深入发展提供了一种强有力的测试手段。


AMS目前主要用于分析自然界长寿命、微含量的宇宙射线成因核素与核反应堆等核设施运行生成的人造长寿命核素,如10Be(1.5×106 a)、14C(5730 a)、26Al(7.5×105 a)、32Si(172 a)、36Cl(3.0×105 a)、41Ca(1.0×105 a)、129I(1.6×107 a)等等。它们的半衰期在102 ~ 108 年的范围,天体和宇宙间许多感兴趣的过程正是在这个时间范围内。作为年代计和示踪剂,它们可提供自然界许多运动、变化以及相互作用等相关信息,广泛应用于地质、考古、环境、生物医学、材料等许多学科。


本次测量结果显示,该装置对碘-129的传输效率高、测量灵敏度好,将为开展基于碘-129的广泛应用提供高质量分析平台,为下一步开展系列重核素测量奠定基础。


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