AMS-(14)C样品制备系统的研制及其性能研究

为了开展加速器质谱仪(accelerator mass spectrometry, AMS)在(14)C测量方面的研究,研制了可采用锌法、氢法、氢化钛法制备(14)C样品的装置,该制样系统以石英玻璃为主要结构材料,分为以下三个单元:系统真空维护单元、CO_(2)纯化单元和CO_(2)还原单元。为验证此装置的可靠性,进行了系列(14)C样品的制备实验,得到的石墨产率基本达到80%,同时对商业碳粉、树木的含碳量与实验过程中测量区域对应的CO_(2)量进行了线性拟合,结果呈现明显的线性关系。对一批标准样品和本底样品进行AMS测试,结果显示每个样品(12)C-的引出束流均大于20μA,系列空白样品的测量结果表明,^(14)C/^(12)C丰度比平均值为1.061×10^(-15),样品制备系统稳定且在制样过程中引入的碳污染较小,符合制样要求,现代木头样品的AMS绝对测量值为(9.13±0.05)×10^(-13),与预期值~9.0×10^(-13)相符合。上述结果表明,该系统结构紧凑,能避免相互污染,高效且便于操作,满足AMS对(14)C样品的测试要求。

小型14C加速器质谱仪实验条件研究

本文基于小型化14 C专用加速器质谱仪(GXNU-AMS)进行了系统介绍及实验条件研究,包括束流引出调试、剥离气体与电荷态的确定、束流传输调试及本底排除调试。该仪器由中国原子能科学研究院与广西师范大学合作研制,在广西师范大学进行安装调试。仪器采用单极静电加速,最大工作电压为230 kV。仪器的测量精度为0.5%,测量灵敏度为14 C/12 C≈1.0×10^-14(测量本底4万年),可满足生命科学、考古学等领域的测量要求。