國內首臺緊湊型加速器質譜儀研制成功，開啟核分析設備領域新篇章

　　近日，中國原子能科學研究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）。這一創新成果標志著我國在高端核分析設備研制方面取得了重大進展，為加速器質譜儀的高靈敏分析應用奠定了堅實基礎。

什么是加速質譜？

　　加速器質譜法（AMS）是一種將粒子加速器技術融入質譜儀的分析方法。作為綜合加速器、核物理、質譜等學科為一體的現代核分析技術，加速器質譜儀被應用于微量元素分析、稀有粒子探測、微量長壽命同位素分析等極為重要的領域。其最大特點是可實現極微量核素的高靈敏測定，廣泛應用于天體物理、環境變化、海洋資源、生物醫藥等研究領域。

　　AMS說放射性同位素測量的首選方法，因為與傳統方法相比，AMS的速度更快，靈敏度更高。AMS 單元通常由離子源 、注入系統、串列加速器、高能分析系統、 探測器 、計算機控制與數據獲取系統個部分組成，所有部分都由計算機控制，工作流程如下圖（圖1）。

　　圖 1.加速器質譜儀的示意圖

加速質譜的發展史

　　加速質譜法被應用的曙光最早可以追溯到1939年，Alvarez和Cornog建立了60英寸回旋加速器檢測的方法發現了自然界中的3He。在1970年代后期，人們投入了大量精力來評估用于AMS檢測的串聯加速器。1977年，科學家提出了用回旋加速器測定長壽命放射性核素的建議，隨后又成功地利用串列加速器測14C的數目。AMS的應用被正式開啟。并很快擴展到其他放射元素的研究當中。

攻堅克難，我國研究團隊成功研發出緊湊型加速器質譜儀

　　我國研究團隊經過近四年的不懈努力，成功研發出緊湊型加速器質譜儀的核心難點——加速器緊湊化，打破了多項關鍵技術壁壘。新研制的緊湊型串列加速器長度僅為1米，大小僅為傳統裝置的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。

　　新設備不僅在體積上實現了突破，還在性能上進行了優化。該裝置可實現碳-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，標志著我國在高端核分析設備領域的重大突破。

　　為了滿足更多用戶的需求，研究團隊還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。這一優化設計不僅提升了裝置實用性和經濟性，還使其具有結構更緊湊、性能更佳、可開展多核素測量等優勢。實驗證明，該裝置的傳輸效率和測量靈敏度均達到了預期目標。

　　接下來，研究團隊將繼續深入開展加速器質譜儀新裝置、新技術研究，進一步推進我國高端加速器質譜儀國產化進程。同時，他們還將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。