[实用新型]有机分子碳十四定年制样系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及科研领域，尤其涉及微量的有机分子碳十四定年制样系统。 

背景技术

全球碳循环长期控制着大气中O₂和CO₂的平衡，而陆地生物圈中的埋藏有机碳又是全球碳循环的关键组分之一。然而，截止当前，有关这些陆地生物圈中碳的储存及迁移了解非常有限。分子水平的有机质的¹⁴C测量为陆生碳在各圈层之间的传输动力学方面的探索与深入提供了新的窗口。已经发现，沉积物中不同有机化合物的碳十四年龄变化较大，这无可置疑地说明陆地-海洋圈层中有机质的传递较为迅速(年，十年)或发生在世纪至千年期范围内。更重要的是，这也向我们提出了如生物圈碳动力学特性的控制，从不同沉积体系中输出的有机质的起源、转换信号以及陆地有机碳储存的过去变化等等一系列科学问题。这些科学议题的回答将对气候变化、碳库间的传递、示踪及水文地理控制之间的相互联系等具有重要的参考价值和现实意义。 

加速器质谱定年是将样品燃烧或者酸解之后将其中的碳变成CO₂，然后将CO₂还原手段变成石墨靶，采用石墨靶进行碳十四定年。对于常规样品，加速器质谱碳十四测年所需碳量(石墨靶)为1毫克左右，但是，在沉积物中有机分子含量在5-20微克左右，由于常规的制样系统尺寸大，真空漏气的可能性较大，比如，一分钟常规系统渗漏1微克，对1毫克的碳量的样品影响是1‰，但是对于5微克样品，影响是20％。如果采用常规制样方法，在制样过程中极易受到污染，需要针对微量样品设计一套制样系统。 

实用新型内容

实用新型的目的：为了提供一种损耗少、试验速度快的有机分子碳十四定年制样的方法。 

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案： 

有机分子碳十四定年制样系统，其特征在于，包含位于真空环境下 的转化部分和石墨靶合成部分，所述转化部分和石墨靶合成部分各自包含激光加热装置，所述转化部分包含石英管，所述激光加热装置的发射头指向石英管，所述激光加热装置的激光发射部件朝向该石英管内部，所述转化部分和石墨靶合成部分通气连通。 

本实用新型进一步技术方案在于，所述真空环境包含连接管，连接管能够连通转化部分和石墨靶合成部分，所述连接管上连接有压力表和真空泵，所述压力表和真空泵还连接压力监控显示器。 

本实用新型进一步技术方案在于，所述激光加热装置位于真空罩内，所述连接管连通真空罩。 

本实用新型进一步技术方案在于，所述发射头正对石英管的上方，所述石英管下方包含遮挡片，所述遮挡片为隔热材料。 

本实用新型进一步技术方案在于，所述激光加热装置包含遥控开关。 

本实用新型进一步技术方案在于，所述石墨靶合成部分包含一个以上并列的石墨靶合成装置，其包含反应管，其内部有铁粉和氢化钛，所述反应管并列二氧化碳冷却装置。 

本实用新型进一步技术方案在于，还包含激光加热转盘，所述激光加热转盘中间有孔，孔中安装有石英管，激光加热转盘周边安装有石墨靶合成装置。 

本实用新型进一步技术方案在于，所述石英管上方和激光加热装置的发射头之间有透明封闭片，石英管伸出的气路连接除水冷却部分后接入石墨靶合成部分。 

方案2： 

有机分子碳十四定年制样的方法，其特征在于，在抽真空环境下，将有机质分子样品装入石英管中，然后加入氧化铜作为氧化剂，采用激光加热，然后纯化，直接倒入装有铁粉和锌粒的石墨靶合成单位中，也采用激光加热的方法，进行合成反应，合成过程中通过压力监控显示器直接监控合成情况，从而获得测年所需的石墨靶。 

本实用新型进一步技术方案在于，将提取出来的有机质分子样品装入直径6mm，底部直径为2mm，长5cm的石英管中，加入氧化铜作为氧化剂，将石英管子通过6mm金属接头连接到长3cm，直径为6mm圆柱体的石英管上，放入 激光加热转盘上，激光的最大功率为25W波长为805nm，激光透过透镜直接穿过圆柱体照射到黑色氧化铜上加热氧化样品，在反应管下部有热电偶控制激光加热的温度，生成的气体通过除水的冷凝器除水，然后通过液氮冷阱冷冻到长10cm，直径9mm高温耐火玻璃中，底部装有氢化钛粉末，管子内套6mm，长6cm高温耐火玻璃，用于装催化剂铁粉，调电炉温度到600℃，氢化钛在高温下，分解出氢气，用于CO₂气体的还原，方程式：CO₂+2H₂=2H₂O+C反应开始，铁粉作为催化剂。