近日，原子能院核物理研究所成功研制出國內首臺緊湊型加速器質譜儀(AMS)，標志著我國在高端核分析設備研制方面取得重要進展，為加速器質譜的高靈敏分析應用奠定了堅實基礎。
 

　　加速器質譜小型化、緊湊化是當前國內外加速器質譜研究的熱點領域。經過近四年的努力探索，原子能院加速器質譜研究團隊對緊湊型加速器質譜儀的核心難點——加速器緊湊化進行了創新研究，并突破高壓饋入、氣體輸入、高壓絕緣、間隙加速、氣阻分布等系列關鍵技術，成功研制出國內首臺緊湊型串列加速器。其中，串列加速器長度僅為1米，大小為傳統串列加速器1/3；整套譜儀占地面積約30平米，較傳統同性能的AMS裝置縮小2～3倍；可實現碳-14、鋁-26、碘-129、鈾-236等十余種核素的高效與高靈敏分析，相關技術指標達到國際領先水平。
 

　　同時，團隊根據加速器質譜系統小型化和多核素高效、高靈敏分析的需求，對加速器質譜系統進行了物理與束流光學方面的優化設計，建成了緊湊型串列加速器質譜儀，有力提升了裝置實用性和經濟性。該加速器質譜儀綜合了單極型、大氣絕緣型加速器質譜儀的優點，具有結構更緊湊、性能更佳、可開展多核素測量等優勢，傳輸效率和測量靈敏度均通過實驗驗證，可廣泛應用于大氣霧霾、海洋污染、生物醫藥、天體物理等研究領域。
 

　　項目團隊將繼續深入開展加速器質譜儀的新裝置、新技術研究，進一步推進我國高端加速器質譜的國產化進程，并基于該裝置開展多核素高靈敏分析與應用研究，積極拓展其在環境、物理、地質、生物、藥學、天體等領域的應用。(核物理所 文/張文慧 何明 趙慶章  圖/包軼文)
 

　　科普貼士
 

　　加速器質譜
 

　　加速器質譜(AMS)是綜合加速器、核物理、質譜等學科為一體的現代核分析技術，它的最大特點就是可實現極微量核素的高靈敏測定，具有其它技術無可比擬的靈敏度，因而可開展其它技術無法開展的工作，這些極微量核素發揮著“指紋”核素的功能，在許多領域發揮著獨特作用，從而極大推動了相關學科的發展。
 

　　AMS應用領域非常廣泛，如果從空間劃分，可以分為3部分。上，可以研究天體演化、宇宙射線、太陽活動等；中，可以研究環境與氣候變化、全球碳循環、地震與冰川歷史、碳達峰、文物考古等；下，可以研究海洋環流、海洋資源、地下礦藏、地下水年齡等。如果從學科上來講，AMS應用領域涉及地質、考古、環境、天體物理、生物醫藥、核物理等。
 

　　基于AMS廣闊的應用領域，國際上都在開展將傳統的大型AMS裝置轉變成小型緊湊型AMS裝置的研究工作，以降低成本并簡化操作流程，從而滿足更廣的用戶需求。原子能院在AMS裝置國產化和小型化方面取得了卓有成效的研究成果，也是國內唯一具備AMS裝置研發能力的單位，相繼研制成功了具有國際特色的單極型和大氣絕緣型AMS裝置，尤其是最近研制成功了緊湊型AMS裝置，表明我國在AMS小型化方面處于國際先進水平。