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西安加速器质谱中心是在我国西部大开发战略的实施过程中

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西安加速器质谱中心简介“西安加速器质谱中心”是在中国科学院、教育部和国家科技部的大力支持下,由中科院地球环境研究所与西安交通大学于 2004年 7 月签订协议,联合筹建。该中心是院校合作的一个实例, 它是由中国科学院院领导(路院长、陈院长、李院长),西安交通大学校长郑南宁院士以及中科院地球环境研究所原所长安芷生院士共同倡议的。正在建设的中心拥有的主要设备是从荷兰高压工程公司(HVEE)引进的三百万伏特(3MV)串列加速器质谱仪。加速器质谱仪(简称 AMS)就是把加速器技术(一种把带电粒子加速到高能量的装置)结合质谱仪技术(一种分析和测量不同质量的原子或分子的仪器)而构成的一种超高灵敏度质谱分析设备。它分析的灵敏度可达 10-12-10-16,也就是可以从千万亿个被测量的原子中把一个所要探测的原子(如放射性 14C 原子)分辨出来。AMS 的高灵敏度特点也导致了另一个优点,就是可以进行微量分析,它所需的样品量可以少于 1mg。所以 AMS 成为精确探测微量的长寿命放射性同位素的最前沿的大型仪器装备。天然的长寿命放射性核素(如 10Be、 14C、 26Al 和 129I)都是宇宙射线在大气层中核反应的产物,它们通过降雨或降尘沉降到地表(海洋、冰川、陆地等)。当它们深埋在海底、冰芯和地层与大气隔绝后,放射性强度就不断衰减。测量沉积物上残留的放射性强度,就能推算出它们的年代,也叫断代,这种方法叫“衰变法”。由于这些长寿命放射性核素的半衰期很长,10Be(1.5×106年)、14C(5730年)、26Al(7.0×105年)、以及 129I(1.6×107年),所以衰变法测量时间长,所需样品量多,它不适合测量半衰期比 14C 长的其它核素。即使是测量半衰期较短的 14C,一克现代碳样品,每分钟只有 13 次放射计数。而一克现代碳样品中实际上却包含了六百五十亿个 14C 原子。如果我们直接测量样品中的 14C 原子数,测量计数率将大大提高。AMS 正是测量样品中的放射性同位素原子与稳定同位素原子间的比值。与传统的衰变法相比,AMS 的探测灵敏度提高了十万倍,而所需样品量减少了一千倍。因此,AMS 方法是核科学中离子束分析的一门新技术,是加速器技术的一个正在迅速发展着的重大应用领域。由于长寿命放射性核素既可作为年代计测定样品的年龄,它又能作为示踪计反映古气候变化、古地球磁场变化等自然现象,所以 AMS 广泛应用于考古学、天文学和地球科学,现正扩展应用到生命科学、现代环境和材料科学。中科院地环所早在 1999...

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