Hvad er en Accelerator massespektrometer?

En accelerator massespektrometer er et laboratorium, der bruger en kombination af magnetisme og højspænding til at måle radioaktive grundstoffer. Selv om det først blev påvist i 1930'erne, gjorde brug af acceleratorer kombineret med massespektrometri ikke blevet hverdagskost indtil 1970'erne. Massespektrometri er måling af et molekyle eller atom masse ved at adskille forskellige atomer af deres vægt eller masse under anvendelse af magnetiske felter.

Arkæologi, studiet af gamle civilisationer har brugt tilstedeværelsen af ​​radioaktivt materiale, primært kul, da det tidlige 20. århundrede. En videnskabsmand kunne tage en prøve fra et arkæologisk område, måle mængden af ​​radioaktivt kulstof-14 i prøven, og anslå en alder af prøven eller artefakt. Før anvendelsen af ​​en accelerator massespektrometer, måling kulstof-14 var tidskrævende og krævede en stor mængde materiale. Videnskaben om at bruge radioaktivt kulstof at bestemme alderen af ​​gamle artefakter er kendt som "carbon dating."

Der er flere forskellige sektioner i en accelerator massespektrometer, men det primære udstyr er en magnetisk separator og en tandem accelerator. Den første del af enheden anvender en energibesparende magnetisk separator til at fjerne uønskede partikler eller molekyler fra prøvestrømmen. Derefter prøven ind i tandem accelerator, som først accelererer partiklerne ved at tiltrække de negativt ladede partikel med en høj-energi positiv elektrisk ladning på over millioner af volt.

De accelererede partikler passerer derefter gennem en elektron stripper, som er enten et meget tyndt lag af carbon eller en specifik gas. Elektroner er fjernet fra partiklen, hvilket resulterer i en positivt ladet ion. Ionerne nu accelereres igen, fordi de er frastødt af den høje positive ladning af acceleratoren. Derfor er denne del af indretningen kaldes en tandem accelerator, fordi det påvirker ionerne to gange under anvendelse af virkningerne af tiltrækning og frastødning som følge af den elektriske ladning.

Når højhastighedstog ioner forlader tandem sektion, resten af ​​acceleratoren massespektrometer er yderligere magneter, der kan styre prøvestrømmen til en detektor, der tæller antallet af partikler nå det. Hver sektion af spektrometeret er forbundet til computere, der kan justere elektriske og magnetiske styrke til at styre produktstrøm. Detektorerne er ekstremt følsomme, og kan fornemme en radioaktiv ion i mange millioner ikke-radioaktive dem.

Sammen med dets anvendelse i arkæologi og geologi, kan en accelerator massespektrometer anvendes i medicinsk diagnostik. Et radioaktivt element, kaldet et sporstof, kan injiceres i en patient eller indeholdt i små mængder i et lægemiddel indtages af patienten. Da kroppen absorberer lægemidlet kan tracer element ses ved hjælp prøver indføres i en accelerator massespektrometer. Evne spektrometer til at se meget små mængder af et radioaktivt element gør teknikken værdifuld, fordi patienten ser meget lave niveauer af radioaktivitet, der ikke menes at forårsage sundhedsmæssige betænkeligheder.

  • Massespektrometri måler et atom masse ved hjælp af magnetfelter.

© 2020 Zajacperrone.com | Contact us: webmaster# zajacperrone.com