（碳溯源、碳達峰、碳中和）高精度CO2 碳同位素14C加速器質譜測量- 14C AMS

（碳溯源、碳達峰、碳中和）高精度二氧化碳同位素碳十四加速器質譜測量

資料下載：300kV多同位素低能量加速器質譜儀、200kV放射性碳加速器質譜儀、全自動石墨化系統、碳酸鹽處理系統、氣動壓樣裝置、鐵粉分配器、同位素比質譜儀、氣體接口系統、管密封裝置、應用領域（地質、考古、環境、生物醫學、材料）、樣品（骨頭和牙齒、木炭、有孔蟲、法醫檢測樣品、地下水、石灰砂漿）.pdf[6.79MB]

加速器質譜儀（AMS）已在地球科學、宇宙化學、環境科學、考古學、海洋科學、生命科學等領域得到了極為廣泛的應用，例如：變化研究中最基本的年代標尺的建立、古地磁場變化及氣候突變事件的定年和示蹤、宇宙事件研究、核污染源的環境示蹤與監測、放射性碳年代學、水循環以及新藥研制中的微計量示蹤等。

Ionplus AG是一家專門提供小型加速器質譜儀測量解決方案的商業化公司，其技術源于瑞士蘇黎世聯邦理工學院離子束物理實驗室，Ionplus AG的200kV碳十四小型加速器質譜系統（MICADAS）及50kV 低能量碳十四加速器質系統（LEA）是目前*的商業化放射性碳加速器質譜儀之一。根據樣品的種類和測量精度要求的不同，可以測量石墨靶或直接測量氣體樣品；針對石墨靶制備和氣體測量，Ionplus AG開發了一系列輔助設備，包括：第三代全自動石墨化系統(AGE3)、氣動壓樣裝置(PSP)、鐵粉分配器(FED)、管密封裝置(TSE)、氣體電離探測器(GID)、氣體接口系統 (GIS)、碳酸鹽處理系統(CHS2)、同位素比質譜儀(IRMS)，相關產品在主要國家放射性碳AMS實驗室均有使用，包括：中國、美國、英國、法國、德國、瑞士、西班牙、匈牙利、瑞典、羅馬利亞、墨西哥、印度、波蘭、立陶宛、土耳其、韓國、俄羅斯、比利時、荷蘭等國家。

14C AMS 相關儀器組合使用

碳達峰/碳中和應用：200kV小型加速器質譜儀（MICADAS） 或 50kV 低能量碳十四小型加速器質譜儀+ 【氣體加載裝置（ALF）+ 全自動石墨化裝置（AGE3）+ 氣動壓樣裝置（PSP）+ 鐵粉分配器（FED） 】；該配置適用于石墨靶制備及放射性碳加速器質譜儀測量，非常適合高精度測量需求用戶，例如化石源碳排放、碳溯源等大氣科學、環境科學、碳達峰碳中和相關應用。

傳統計數方法

氫氧化鈉溶液吸收CO_2，兩周整合樣品                           加入H₂SO₄                                                                         效率低、精度差

傳統加速器質譜方法

袋子/ 圓管，采集空氣                      液氮LN₂吸附CO₂                        CO₂ + 2H₂ →C + 2H₂O                       制樣效率低

每個樣品50–70L

便捷采樣+快速石墨化+加速器質譜高精度測量

  5L空氣（約1mg C）                     樣品采集及加載                                CO₂快速石墨化                       AMS加速器質譜測量

MICADAS碳十四定年小型加速器質譜系統（200kV）

MICADAS由進樣裝置、離子源、低能質譜、串列加速器、高能質譜、探測器等部分組成。將待測樣品在離子源中電離，隨后引出離子束并加速，再借助電荷態、荷質比、能量和原子序數選擇，鑒別被加速的離子并記錄，實現同位素比值的測定。

MICADAS是典型的第三代加速器質譜儀，具有占地小、輕量化、低功耗、易操作、少維護、全自動、高效率、高精度、可直接測量氣體等特點，MICADAS是目前*的商業化小型放射性碳測量系統之一。MICADAS主要特征及配置如下：

LEA 低能量碳十四微型加速器質譜系統（50kV）

基于現有成熟的200kV MICADAS加速器質譜儀，Ionplus AG開發了50kV LEA低能量碳十四加速器質譜儀。LEA在不降低儀器性能的同時大大降低儀器的占地面積，LEA占地4.5m², 高度1.5m – 約為MICADAS占地面積的一半，因此LEA是小巧的¹⁴C AMS。

LEA碳十四加速器質譜儀                                             LMP專用數據采集及處理軟件

通過采用MICADAS的許多相同概念和部件，LEA具有MICADAS一樣的特點：混合型濺射離子源可用于測量氣體和固體樣品；帶預真空進樣裝置的隨機采樣樣品靶盤，不需要破壞真空或冷卻離子源的任何部件而實現更換樣品靶盤；真空絕緣串列加速器。采用低端電壓氦剝離，能夠實現高達50%的傳輸效率和的測量穩定性。

和MICADAS一樣，LEA與Ionplus的其他所有附屬儀器兼容，例如GIS氣體接口系統用于全自動氣體樣品測量，LMP專用軟件用于數據采集和處理。Ionplus新一代ACS加速器控制軟件可以讓用戶操作LEA十分容易：從快速自動調試和任務引擎工作流程，到新的維護和診斷任務特點 - 運行一臺加速器質譜儀從來沒有如此簡單過！

石墨靶制備是加速器質譜儀¹⁴C年代學測量中的關鍵步驟之一，基本原理如下：經預處理的有機樣品采用薄箔包裹后進入約920°燃燒室，加入一定量的氧氣，薄箔產生放熱反應，使得樣品周圍能夠達到1500°的局部高溫，從而實現有機樣品充分燃燒；隨后將得到的二氧化碳氣體經過分離、凈化并傳輸到石墨化單元中的反應器中，然后在氫氣和鐵粉催化劑的作用下將二氧化碳還原成石墨，將上述方法獲得的石墨壓制成石墨靶用于加速器質譜儀放射性碳測量分析。

全自動石墨化系統的主要特點：

高度集成化：樣品燃燒與石墨化集成于一個簡潔系統； 自動化裝置：采用沸石阱，無需液氮，便于全自動控制

高產出效率：每批7制備個樣品，每批樣品大約4小時； 操作簡單方便：交互式圖形化用戶界面控制軟件(GUI)

數據記錄與處理：處理樣品的壓力和溫度均自動記錄； 高可靠性與高精度：標準重量樣品交叉污染小于1‰

微劑量樣品：常規樣品含碳量1-2mg；小樣品含碳量大于0.2mg；含碳量大于3%、重達200mg樣品可以處理

FED鐵粉分配器

FED鐵粉分配器設計用于AGE3和其他石墨化系統的鐵粉催化劑分配。主要特點：采用無磁材料制作，儀器不“粘”鐵粉；手動操作且不需要其他輔助設施，幾乎無磨損；定量加入鐵粉催化劑，可重復性好。

PSP氣動壓樣裝置

石墨靶通過PSP氣動壓樣裝置可快速、可靠、可重復地進行氣動壓樣。主要特點：壓力100-800N可調節；反面施力壓樣，大大降低樣品正面污染；所有常用的AMS陰極壓樣均可以通過PSP來實現，支持NEC和HVEE陰極制靶