Τι είναι ένα φασματόμετρο μάζας επιταχυντής;

Ένα φασματόμετρο μάζας επιταχυντής είναι μια εργαστηριακή συσκευή που χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό μαγνητισμού και υψηλής τάσης για τη μέτρηση των ραδιενεργών στοιχείων.Αν και αποδείχθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1930, η χρήση επιταχυντών σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας δεν έγινε συνηθισμένη μέχρι τη δεκαετία του 1970.Η φασματομετρία μάζας είναι η μέτρηση ενός μοριακού ή ατόμων μάζας διαχωρίζοντας διαφορετικά άτομα με το βάρος ή τη μάζα τους χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία.

Αρχαιολογία, η μελέτη των αρχαίων πολιτισμών, χρησιμοποίησε την παρουσία ραδιενεργών υλικών, κυρίως άνθρακα, από τις αρχές του 20ου αιώνα.Ένας επιστήμονας θα μπορούσε να πάρει ένα δείγμα από έναν αρχαιολογικό χώρο, να μετρήσει την ποσότητα του ραδιενεργού άνθρακα-14 που υπάρχει στο δείγμα και να εκτιμήσει την ηλικία του δείγματος ή τεχνούργημα.Πριν από τη χρήση ενός φασματόμετρο μάζας επιταχυντής, η μέτρηση του άνθρακα-14 ήταν χρονοβόρα και απαιτούσε μεγάλη ποσότητα υλικού.Η επιστήμη της χρήσης του ραδιενεργού άνθρακα για τον προσδιορισμό της ηλικίας των αρχαίων αντικειμένων είναι γνωστή ως χρονολόγηση άνθρακα

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά τμήματα σε ένα φασματόμετρο μάζας επιταχυντής, αλλά ο πρωτεύουσα εξοπλισμός είναι ένας μαγνητικός διαχωρισμός και ένας διαδοχικός επιταχυντής.Το πρώτο μέρος της μονάδας χρησιμοποιεί έναν μαγνητικό διαχωριστή χαμηλής ισχύος για να αφαιρέσει ανεπιθύμητα σωματίδια ή μόρια από το ρεύμα δείγματος.Τότε το δείγμα εισέρχεται στον επιταχυντή διαδοχής, ο οποίος επιταχύνει πρώτα τα σωματίδια προσελκύοντας το αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο με θετικό ηλεκτρικό φορτίο υψηλής ενέργειας, υπερβαίνει τα εκατομμύρια των βολτ.λεπτό στρώμα άνθρακα ή συγκεκριμένο αέριο.Τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από το σωματίδιο, με αποτέλεσμα ένα θετικά φορτισμένο ιόν.Τα ιόντα επιταχύνονται και πάλι, επειδή απωθούνται από το υψηλό θετικό φορτίο του επιταχυντή.Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτό το μέρος της συσκευής ονομάζεται διαδοχικός επιταχυντής, επειδή επηρεάζει τα ιόντα δύο φορές χρησιμοποιώντας τις επιδράσεις της έλξης και της απόρριψης λόγω του ηλεκτρικού φορτίου.Το φασματόμετρο μάζας είναι πρόσθετοι μαγνήτες που μπορούν να κατευθύνουν το ρεύμα δείγματος σε έναν ανιχνευτή που μετράει τον αριθμό των σωματιδίων που φθάνουν σε αυτό.Κάθε τμήμα του φασματόμετρου συνδέεται με υπολογιστές που μπορούν να ρυθμίσουν την ηλεκτρική και μαγνητική ισχύ για να ελέγξουν τη ροή του προϊόντος.Οι ανιχνευτές είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι και μπορούν να αισθανθούν ένα ραδιενεργό ιόν σε πολλά εκατομμύρια μη ραδιενεργά.Ένα ραδιενεργό στοιχείο, που ονομάζεται ιχνηλάτης, μπορεί να εγχυθεί σε έναν ασθενή ή να συμπεριληφθεί σε μικρές ποσότητες σε ένα φάρμακο που λαμβάνεται από τον ασθενή.Καθώς το σώμα απορροφά το φάρμακο, το στοιχείο ιχνηθέτη μπορεί να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας δείγματα που εισάγονται σε ένα φασματόμετρο μάζας επιταχυντής.Η ικανότητα του φασματόμετρο να βλέπει πολύ μικρές ποσότητες ενός ραδιενεργού στοιχείου καθιστά την τεχνική πολύτιμη, επειδή ο ασθενής βλέπει πολύ χαμηλά επίπεδα ραδιενέργειας που δεν πιστεύεται ότι προκαλούν ανησυχίες για την υγεία.