Wat is een Accelerator Mass Spectrometer?

Een versneller massaspectrometer is een laboratorium apparaat dat een combinatie van magnetisme en hoogspanning radioactieve elementen meten gebruikt. Hoewel het voor het eerst werd aangetoond in de jaren 1930, heeft het gebruik van versnellers, gecombineerd met massaspectrometrie niet alledaags tot de jaren 1970 geworden. Massaspectrometrie is de meting van een molecuul of atoom massa door scheiden verschillende atomen door hun gewicht of massa behulp van magnetische velden.

Archeologie, de studie van oude beschavingen, gebruik heeft gemaakt van de aanwezigheid van radioactieve stoffen, voornamelijk koolstof, sinds het begin van de 20e eeuw. Een wetenschapper kan een monster van een archeologische site te nemen, het meten van de hoeveelheid radioactieve koolstof-14 in het monster aanwezig, en een schatting van de leeftijd van het monster of artefact. Voor het gebruik van een versneller massaspectrometer meten koolstof-14 was tijdrovend en vereist een grote hoeveelheid materiaal. De wetenschap van het gebruik van radioactieve koolstof jaar oude artefacten heet bepalen "koolstofdatering."

Er zijn verschillende secties in een versneller massaspectrometer, maar de voornaamste apparatuur is een magnetische scheider en een tandem versneller. Het eerste deel van het apparaat maakt gebruik van een low-power magnetische separator om ongewenste deeltjes of moleculen van het monster stroom te verwijderen. Dan komt het monster de tandem versneller, welke eerste versnelt de deeltjes door het aantrekken van de negatief geladen deeltjes met hoge energie positieve elektrische lading, dan miljoenen volt.

De versnelde deeltjes dan door een elektron stripper, die ofwel een zeer dunne laag van koolstof of een specifiek gas. Elektronen worden verwijderd uit de deeltjes, resulterend in een positief geladen ion. De ionen worden nu weer versneld, omdat ze worden afgestoten door de hoge positieve lading van het gaspedaal. Daarom is dit deel van de inrichting wordt een tandem versneller, omdat het de ionen tweemaal met de effecten van aantrekking en afstoting door de elektrische lading.

Als de snelle ionen verlaten het gedeelte tandem, de rest van het gaspedaal massaspectrometer extra magneten dat de monsterstroom kan rechtstreeks naar een detector die het aantal deeltjes bereiken telt. Elke sectie van de spectrometer is verbonden computers die elektrische en magnetische kracht om de productstroom regelen kan aanpassen. De detectoren zijn uiterst gevoelig, en kan men radioactieve ionen voelen in vele miljoenen niet-radioactief degenen.

Samen met het gebruik ervan in de archeologie en geologie, kan een versneller massaspectrometer worden gebruikt in de medische diagnostiek. Een radioactief element, een zogenaamde tracer, kan worden geïnjecteerd in een patiënt of in kleine hoeveelheden een geneesmiddel door de patiënt. Als het lichaam absorbeert het geneesmiddel, kan de tracer element worden gezien met monsters geïntroduceerd in een versneller massaspectrometer. Het vermogen van de spectrometer zeer kleine hoeveelheden zien van een radioactief element maakt de techniek waardevol, omdat de patiënt de zeer lage niveaus van radioactiviteit die niet worden verondersteld om gezondheidsproblemen veroorzaken.

  • Massaspectrometrie meet de massa van een atoom met behulp van magnetische velden.