Máy quang phổ khối tăng tốc là gì?

Máy quang phổ khối tăng tốc là một thiết bị phòng thí nghiệm sử dụng kết hợp từ tính và điện áp cao để đo các yếu tố phóng xạ.Mặc dù lần đầu tiên được chứng minh vào những năm 1930, việc sử dụng các máy gia tốc kết hợp với phép đo phổ khối không trở nên phổ biến cho đến những năm 1970.Phổ phổ là phép đo khối lượng phân tử hoặc nguyên tử bằng cách tách các nguyên tử khác nhau bằng trọng lượng hoặc khối lượng của chúng bằng từ trường.

Khảo cổ học, nghiên cứu về các nền văn minh cổ đại, đã sử dụng sự hiện diện của vật liệu phóng xạ, chủ yếu là carbon, từ đầu thế kỷ 20.Một nhà khoa học có thể lấy một mẫu từ một địa điểm khảo cổ, đo lượng carbon-14 phóng xạ có trong mẫu và ước tính tuổi của mẫu hoặc tạo tác.Trước khi sử dụng máy quang phổ khối tăng tốc, việc đo carbon-14 đã tốn thời gian và cần một lượng lớn vật liệu.Khoa học sử dụng carbon phóng xạ để xác định tuổi của các tạo tác cổ xưa được gọi là hẹn hò carbon. Có một số phần khác nhau trong máy quang phổ khối tăng tốc, nhưng thiết bị chính là một thiết bị phân tách từ tính và máy gia tốc song song.Phần đầu tiên của thiết bị sử dụng một thiết bị tách từ công suất thấp để loại bỏ các hạt hoặc phân tử không mong muốn khỏi luồng mẫu.Sau đó, mẫu đi vào máy gia tốc song song, đầu tiên tăng tốc các hạt bằng cách thu hút hạt tích điện âm với điện tích dương năng lượng cao, vượt quá hàng triệu volt.lớp mỏng carbon hoặc một loại khí cụ thể.Các electron được loại bỏ khỏi hạt, dẫn đến một ion tích điện dương.Các ion hiện được tăng tốc trở lại, bởi vì chúng bị đẩy lùi bởi điện tích dương cao của máy gia tốc.Đây là lý do tại sao phần này của thiết bị được gọi là máy gia tốc song song, bởi vì nó ảnh hưởng đến các ion hai lần bằng cách sử dụng các tác động của sức hút và lực đẩy do điện tích.Máy quang phổ khối là nam châm bổ sung có thể hướng luồng mẫu đến một máy dò đếm số lượng các hạt tiếp cận nó.Mỗi phần của máy quang phổ được kết nối với các máy tính có thể điều chỉnh cường độ điện và từ tính để điều khiển luồng sản phẩm.Các máy dò cực kỳ nhạy cảm và có thể cảm nhận được một ion phóng xạ trong nhiều triệu người không phóng xạ.

Cùng với việc sử dụng nó trong khảo cổ học và địa chất, một máy quang phổ khối tăng tốc có thể được sử dụng trong xét nghiệm chẩn đoán y tế.Một yếu tố phóng xạ, được gọi là chất đánh dấu, có thể được tiêm vào bệnh nhân hoặc được đưa vào số lượng nhỏ trong một loại thuốc được sử dụng bởi bệnh nhân.Khi cơ thể hấp thụ thuốc, phần tử theo dõi có thể được nhìn thấy bằng cách sử dụng các mẫu được đưa vào máy quang phổ khối tăng tốc.Khả năng của máy quang phổ để nhìn thấy một lượng rất nhỏ nguyên tố phóng xạ làm cho kỹ thuật có giá trị, bởi vì bệnh nhân thấy mức độ phóng xạ rất thấp không được cho là gây ra mối quan tâm về sức khỏe.