[实用新型]14C-AMS快速在线分析仪

说明书

本实用新型公开了一种¹⁴C‑AMS快速在线分析仪，其包括：固体样品处理模块、大气样品采集及处理模块、微流量控制模块、AMS模块和自动控制模块。本实用新型的有益之处在于：融合了样品制备与AMS测量，不仅可以快速高效分析¹⁴C样品(包括固态样品和大气样品)、降低样品受污可能性，而且可以在有限机时内为AMS实验室大幅提升¹⁴C样品分析测试能力，同时还可以为极微量样品(含量在几微克)的测量提供另外一种更为快捷且抗污染能力更强的方案；固态原始样品无需化学实验室专门处理，直接转化为CO₂气体进入AMS测量，大气样品可实时采集进行AMS分析，完全改变了原有专门化学实验室先制样再进行¹⁴C‑AMS测量的流程。

技术领域

本实用新型涉及一种¹⁴C分析仪，具体涉及一种¹⁴C-AMS快速在线分析仪，属于分析设备技术领域。

背景技术

AMS(Accelerator Mass Spectrometry，加速器质谱仪)技术的发展与推广使得长寿命放射性核素¹⁴C广泛应用于地球科学、环境科学、考古学、生命科学、海洋科学、宇宙化学等领域。目前，国际上AMS实验室已近百家，几乎所有实验室90％以上的精力和机时仍然投入在¹⁴C研究上。自从AMS出现以来，其发展一直与¹⁴C的运用相互促进，AMS技术的不断发展不停推动着¹⁴C运用领域的扩展，科学家们对于¹⁴C新领域的开拓或是对已有领域的深挖又促使AMS不得不将原有¹⁴C-AMS分析技术向前推进一步。

近年来，各国政府普遍面临放射性核素污染等安全问题、社会发展带来的诸多环境问题以及不断涌现的新的交叉学科问题，这些都促进了AMS研究方向的不断发展。发达国家已经计划实施基于¹⁴C-AMS测量的环境监测和放射性污染快速监测与反应，以防可能发生的核生化事件(CBRN)，为政府提供科学的决策依据。随着生物医学的发展，¹⁴C作为示踪剂被广泛应用，其需快速、大规模基础数据的特点体现无疑。当下，全球变暖与人类活动释放的CO₂等温室气体息息相关，有多少CO₂是来自化石燃料的排放是当前紧迫的环境问题和重要的科学问题，而新兴的大气Δ¹⁴C监测将以另外一个独立的视角来诠释化石燃料碳排放量对CO₂的贡献量，建立科学的化石燃料碳排放量核算方法。

上述全新且独特的研究领域与方向均需要快速且大量的¹⁴C测量数据为研究提供及时、连续的基础数据。

但是，常规的¹⁴C-AMS分析方法所采用的固体靶样溅射方式已经远远不能满足快速和大规模样品测试的需求。传统的¹⁴C未知样品测量前需将未知样品送往相应的化学前处理与样品制备实验室，由专门的化学实验室将其中所含的C转化为CO₂并纯化，之后再以一个较长的时间将CO₂还原为石墨(还原一个常规量样品H₂/Fe法至少4小时，而Zn/Fe法则达12小时左右)，使¹⁴C测量数据获取周期过长，单样品整个周期至少在2天以上。

这种情况下，首先无法满足需要快速分析出据结果的研究领域；其次很多实验室在有限的机时内无法满足需要大规模样品作为基础数据支持的科研需求；再一方面，样品在较长的流程中受污染的可能性也随着流程时间的增加和样品量的减小而大大增加。

可见，常规的样品化学处理方式加上固体离子源利用石墨靶样轰击后引出进入AMS测量的模式已经完全无法满足快速、或大规模、或极微量的样品分析测试要求。

目前，国际上探索研制的以气体靶样溅射引出的气体离子源主要包括以下三种类型：