AMS-14C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¹⁴C测量方面的研究,研制了可采用锌法、氢法、氢化钛法制备¹⁴C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、CO₂纯化单元和CO₂还原单元。为验证此装置的可靠性,进行了系列 ¹⁴C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CO₂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¹²C^-的引出束流均大于20 μA,系列空白样品的测量结果表明,¹⁴C/¹²C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¹⁴C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¹⁴C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¹⁴C/¹²C≈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。