[實(shí)用新型]14C-AMS快速在線分析儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820137090.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207717687U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付云翀;杜花;程鵬;吳書剛;周衛(wèi)健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/62
• 分類號(hào): G01N27/62
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 魏秀枝

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種¹⁴C?AMS快速在線分析儀，其包括：固體樣品處理模塊、大氣樣品采集及處理模塊、微流量控制模塊、AMS模塊和自動(dòng)控制模塊。本實(shí)用新型的有益之處在于：融合了樣品制備與AMS測(cè)量，不僅可以快速高效分析¹⁴C樣品(包括固態(tài)樣品和大氣樣品)、降低樣品受污可能性，而且可以在有限機(jī)時(shí)內(nèi)為AMS實(shí)驗(yàn)室大幅提升¹⁴C樣品分析測(cè)試能力，同時(shí)還可以為極微量樣品(含量在幾微克)的測(cè)量提供另外一種更為快捷且抗污染能力更強(qiáng)的方案；固態(tài)原始樣品無(wú)需化學(xué)實(shí)驗(yàn)室專門處理，直接轉(zhuǎn)化為CO₂氣體進(jìn)入AMS測(cè)量，大氣樣品可實(shí)時(shí)采集進(jìn)行AMS分析，完全改變了原有專門化學(xué)實(shí)驗(yàn)室先制樣再進(jìn)行¹⁴C?AMS測(cè)量的流程。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種¹⁴C分析儀，具體涉及一種¹⁴C-AMS快速在線分析儀，屬于分析設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

AMS(Accelerator Mass Spectrometry，加速器質(zhì)譜儀)技術(shù)的發(fā)展與推廣使得長(zhǎng)壽命放射性核素¹⁴C廣泛應(yīng)用于地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、生命科學(xué)、海洋科學(xué)、宇宙化學(xué)等領(lǐng)域。目前，國(guó)際上AMS實(shí)驗(yàn)室已近百家，幾乎所有實(shí)驗(yàn)室90％以上的精力和機(jī)時(shí)仍然投入在¹⁴C研究上。自從AMS出現(xiàn)以來(lái)，其發(fā)展一直與¹⁴C的運(yùn)用相互促進(jìn)，AMS技術(shù)的不斷發(fā)展不停推動(dòng)著¹⁴C運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，科學(xué)家們對(duì)于¹⁴C新領(lǐng)域的開(kāi)拓或是對(duì)已有領(lǐng)域的深挖又促使AMS不得不將原有¹⁴C-AMS分析技術(shù)向前推進(jìn)一步。

近年來(lái)，各國(guó)政府普遍面臨放射性核素污染等安全問(wèn)題、社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的諸多環(huán)境問(wèn)題以及不斷涌現(xiàn)的新的交叉學(xué)科問(wèn)題，這些都促進(jìn)了AMS研究方向的不斷發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)計(jì)劃實(shí)施基于¹⁴C-AMS測(cè)量的環(huán)境監(jiān)測(cè)和放射性污染快速監(jiān)測(cè)與反應(yīng)，以防可能發(fā)生的核生化事件(CBRN)，為政府提供科學(xué)的決策依據(jù)。隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，¹⁴C作為示蹤劑被廣泛應(yīng)用，其需快速、大規(guī)模基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)體現(xiàn)無(wú)疑。當(dāng)下，全球變暖與人類活動(dòng)釋放的CO₂等溫室氣體息息相關(guān)，有多少CO₂是來(lái)自化石燃料的排放是當(dāng)前緊迫的環(huán)境問(wèn)題和重要的科學(xué)問(wèn)題，而新興的大氣Δ¹⁴C監(jiān)測(cè)將以另外一個(gè)獨(dú)立的視角來(lái)詮釋化石燃料碳排放量對(duì)CO₂的貢獻(xiàn)量，建立科學(xué)的化石燃料碳排放量核算方法。

上述全新且獨(dú)特的研究領(lǐng)域與方向均需要快速且大量的¹⁴C測(cè)量數(shù)據(jù)為研究提供及時(shí)、連續(xù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

但是，常規(guī)的¹⁴C-AMS分析方法所采用的固體靶樣濺射方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足快速和大規(guī)模樣品測(cè)試的需求。傳統(tǒng)的¹⁴C未知樣品測(cè)量前需將未知樣品送往相應(yīng)的化學(xué)前處理與樣品制備實(shí)驗(yàn)室，由專門的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室將其中所含的C轉(zhuǎn)化為CO₂并純化，之后再以一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間將CO₂還原為石墨(還原一個(gè)常規(guī)量樣品H₂/Fe法至少4小時(shí)，而Zn/Fe法則達(dá)12小時(shí)左右)，使¹⁴C測(cè)量數(shù)據(jù)獲取周期過(guò)長(zhǎng)，單樣品整個(gè)周期至少在2天以上。

這種情況下，首先無(wú)法滿足需要快速分析出據(jù)結(jié)果的研究領(lǐng)域；其次很多實(shí)驗(yàn)室在有限的機(jī)時(shí)內(nèi)無(wú)法滿足需要大規(guī)模樣品作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持的科研需求；再一方面，樣品在較長(zhǎng)的流程中受污染的可能性也隨著流程時(shí)間的增加和樣品量的減小而大大增加。

可見(jiàn)，常規(guī)的樣品化學(xué)處理方式加上固體離子源利用石墨靶樣轟擊后引出進(jìn)入AMS測(cè)量的模式已經(jīng)完全無(wú)法滿足快速、或大規(guī)模、或極微量的樣品分析測(cè)試要求。

目前，國(guó)際上探索研制的以氣體靶樣濺射引出的氣體離子源主要包括以下三種類型：