基于AMS的^(14)C法对生物质与煤混燃掺烧比测定的研究进展

生物质与煤耦合燃烧不仅可以提高生物质资源利用率,还可以达到减排效果,以符合碳交易市场要求。将生物质与煤混燃技术广泛应用于发电厂,需要对生物质掺混比进行高精度测定。然而,当前工业技术测量的速度和精度还有待提高。基于加速器质谱(AMS)的^(14)C检测法能够更准确迅速地进行^(14)C含量的测定,从而得出生物质掺混比例。本文阐述了生物质掺混比的高精度快速测定方法,并从采样方法、^(14)C含量测定、掺烧比计算模型、误差分析等方面对基于AMS的^(14)C检测方法进行了分析,并提出了测量方法的改进建议和展望,以期对生物质与煤耦合燃烧输入侧掺混比精确快速测定提供科学参考和建议。

基于^(14)C同位素丰度的乙醇汽油中生物乙醇含量的测定

将煤制乙醇与不同来源的生物乙醇按不同体积比加入到汽油中配制成乙醇汽油。考察了采用加速器质谱(AMS)测定放射性同位素^(14)C丰度区分煤制乙醇与生物乙醇的适用性、测定乙醇汽油中生物乙醇含量的准确性以及在国内外4个加速器质谱实验室的再现性。结果表明:利用^(14)C同位素丰度计算生物基含量的方法可以区分煤制乙醇等化石基燃料与生物乙醇等生物基燃料;采用该方法测定一系列乙醇汽油样品中生物基含量,测定值与根据生物乙醇实际添加量计算的理论值的偏差不超过1百分点(绝对值);在4个加速器质谱实验室测定数据的再现性偏差不超过4百分点(绝对值)。

加速器质谱^(14)C断代

着重介绍加速器质谱计（ＡＭＳ）１４Ｃ断代方法，北京大学近三年来ＡＭＳ１４Ｃ断代工作。

高精度加速器质谱^(14)C测年

加速器质谱１４Ｃ测量误差的主要来源是１４Ｃ计数的统计误差与束流传输的不稳定性。对高精度测量还要考虑束流积分仪中ＩＦＣ的非线性及离子源中弹坑效应引起的时变分馏。为得到高精度的样品年代数据，除提高１４Ｃ测量精度外，还要用系列样品进行高精度的树轮校正，并采取必要措施保证测量结果的可靠性。

南极乔治王岛燕窝湖沉积物^(14)C-AMS测定及研究

通过加速器质谱方法，精确测定了南极燕窝湖沉积物陆生苔藓^（１４）Ｃ年龄，获得该湖区沉淀速率为０．０３－０．１１ｃｍ／ａ，并据此估算出燕窝湖沉积物是距今１３０００ａ，即末次冰期以来形成的。讨论了大气^（１４）Ｃ产生率纬度效应，以及^（１４）Ｃ分布储存库效应、环境效应、硬水效应等对极地湖泊沉积物^（１４）Ｃ测年之影响及校正。

AMS系统中电离室计数望远镜对^（14）C粒子的探测与鉴别

为探测和鉴别来自加速器质谱计考古样品中的￣（１４）Ｃ粒子，建造了一台分裂式阳极屏栅电离室计数望远镜。它可以清楚地将￣（１４）Ｃ￣（３＋）离子与干扰离子￣（１２）Ｃ￣（３＋）、￣（１３）Ｃ￣（３＋）和￣（１４）Ｎ￣（３＋）区分开，并实现对￣（１４）Ｃ￣（３＋）离子的稳定计数。

探秘三峡悬棺遗址——^(14)C定年手记

以一位考古人员在三峡悬棺考察的故事为载体,介绍了放射性碳定年法的基本原理、常用检测方法和应用,系统地科普了^(14)C定年相关知识;介绍了放射性碳样品分类、取样、分析方法;同时介绍了川渝地区的崖墓文化,向读者展现了古巴蜀的独特魅力。

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。

上海原子核研究所串列加速器质谱计^（14）C测年

报道上海原子核研究所串列加速器质谱计１４Ｃ测量工作的发展状况，以及用该装置对我国新石器时代文物进行１４Ｃ测年的部分工作。

加速器质谱交替测量方法研究

加速器质谱技术由于其测量精度和灵敏度高等特点使其在多个学科得到广泛的应用。随着加速器质谱技术的改进,加速器质谱系统朝着小型化方向发展。本文在中国原子能科学研究院自主研发设计的端电压为300 kV的小型多核素加速器质谱系统的基础上,根据该设备的特点,研发了一套交替测量系统和交替测量方法,实现了对^(14)C的准确测量。

小型加速器质谱系统研制及分析技术研究

加速器质谱(AMS)是测量长寿命放射性核素灵敏度最高的分析技术,在环境、地质、考古、物理等领域有着广泛应用。近年来,AMS装置的小型化在国际上得到了很大发展。为了研发小型化AMS装置及其分析技术,中国原子能科学研究院分别自主研制了加速电压为0.2 MV的单极型AMS装置和端电压为0.3 MV的串列型AMS装置。基于研制的单极型AMS装置,成功开展了^(14)C的高效传输和本底排除技术研究,实现了^(14)C的高灵敏测定,^(14)C/^(12)C的测量灵敏度达到2×10^(-15);利用研制的串列型AMS装置,开展了低能量下^(129)I的气体剥离条件、本底排除和探测方法研究,建立了^(129)I的高效传输和高灵敏测量方法,^(129)I/^(127)I的测量灵敏度为1×10^(-14)。这是国内首次研制成功小型AMS装置,为AMS国产化奠定基础。