分析测试百科网 > 行业资讯 > 焦点事件

重大突破！国内首台紧凑型加速器质谱仪研制成功，这一核心难题被攻克

2023.11.08

　　近日，中国原子能科学研究院核物理研究所成功研制出国内首台紧凑型加速器质谱仪（AMS）。这一创新成果标志着我国在高端核分析设备研制方面取得了重大进展，为加速器质谱仪的高灵敏分析应用奠定了坚实基础。

什么是加速质谱？

　　加速器质谱法（AMS）是一种将粒子加速器技术融入质谱仪的分析方法。作为综合加速器、核物理、质谱等学科为一体的现代核分析技术，加速器质谱仪被应用于微量元素分析、稀有粒子探测、微量长寿命同位素分析等极为重要的领域。其最大特点是可实现极微量核素的高灵敏测定，广泛应用于天体物理、环境变化、海洋资源、生物医药等研究领域。

　　AMS是放射性同位素测量的首选方法，因为与传统方法相比，AMS的速度更快，灵敏度更高。AMS 单元通常由离子源、注入系统、串列加速器、高能分析系统、探测器、计算机控制与数据获取系统个部分组成，所有部分都由计算机控制，工作流程如下图（图1）。

　　图 1.加速器质谱仪的示意图

加速质谱的发展史

　　AMS被应用的曙光最早可以追溯到1939年，Alvarez和Cornog建立了60英寸回旋加速器检测的方法发现了自然界中的3He。在1970年代后期，人们投入了大量精力来评估用于AMS检测的串联加速器。1977年，科学家提出了用回旋加速器测定长寿命放射性核素的建议，随后又成功地利用串列加速器测14C的数目。AMS的应用被正式开启。并很快扩展到其他放射元素的研究当中。

攻坚克难，我国研究团队成功研发出紧凑型加速器质谱仪

　　我国研究团队经过近四年的不懈努力，成功攻克紧凑型加速器质谱仪的核心难点——加速器紧凑化，打破了多项关键技术壁垒。新研制的紧凑型串列加速器长度仅为1米，大小仅为传统装置的1/3。整套谱仪占地面积约30平米，较传统同性能的AMS装置缩小2-3倍。

　　新设备不仅在体积上实现了突破，还在性能上进行了优化。该装置可实现碳-14、铝-26、碘-129、铀-236等十余种核素的高效与高灵敏分析。相关技术指标达到国际领先水平，标志着我国在高端核分析设备领域的重大突破。

　　为了满足更多用户的需求，研究团队还对加速器质谱系统进行了物理与束流光学方面的优化设计，建成了紧凑型串列加速器质谱仪。这一优化设计不仅提升了装置实用性和经济性，还使其具有结构更紧凑、性能更佳、可开展多核素测量等优势。实验证明，该装置的传输效率和测量灵敏度均达到了预期目标。

　　接下来，研究团队将继续深入开展加速器质谱仪新装置、新技术研究，进一步推进我国高端加速器质谱仪国产化进程。同时，他们还将基于该装置开展多核素高灵敏分析与应用研究，积极拓展其在环境、物理、地质、生物、药学、天体等领域的应用。

质谱分析方法加速质谱仪

分析测试百科网

喜欢作者我要约稿