加速器质谱中心简介
碳14测量加速器质谱仪
627-630
3
K.X. Liu， M. Chen， X.F. Ding
Nuclear AMS radiocarbon dating of lacustrine sediment from an Instruments 294 and Methods 2013 impact crater in northeastern China （2013） in Physics Research B
技术指 标及功 能简介
测量精度好于 0.4% ，相当于年代测量误差正负 30 年，测量本底低于 4 × 10 -16，相当于年代测量上限 6 万 5 千年。加速器最高端电压达到 0.6 MV ，高压稳 定度小于1kV，13C+峰值流强达0.3μA 。该大型仪器 设备的主要功能为测量碳-14与其稳定同位素比值， 进而确定样品的年代或进行示踪研究。主要应用范 围：考古学、地球科学、环境科学、生命科学。 碳14测量加速器质谱仪
593-596
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北京大学环境学院，北京大学考古学院，北京大学地空学院，中科院地球化学所，中国地震局地质所等 是 丁杏芳 服务 对象 电子 邮件 面向社会开放 dxf@ 收费 标准 联系 电话 62758473 每个样品1200元 开放 时间 任何时间
主要研 究方向 在研 或曾 承担 重大 项目 奖项 专利 人才 培养 相 关 科 研 信 息 学 术 论 文
利用14C定年技术，给出考古样品的年代，误差范围在30年左右。
1.国家科技攻关计划项目“中华文明探源工程预研究”。 2.国家科技支撑计划项目“中华文明探源工程（II）”。
— — 三年内利用该仪器作为主要科研手段发表学术论文（三大检索） 5 序号 作者（前三名） 论文题目 篇，其中代表论文： 期刊名 年 卷（期） 起止页码
“西安加速器质谱中心”是在我国“西部大开发”战略的实施过程中
西安加速器质谱中心简介“西安加速器质谱中心”是在中国科学院、教育部和国家科技部的大力支持下，由中科院地球环境研究所与西安交通大学于2004年7月签订协议，联合筹建。
该中心是院校合作的一个实例，它是由中国科学院院领导（路院长、陈院长、李院长），西安交通大学校长郑南宁院士以及中科院地球环境研究所原所长安芷生院士共同倡议的。
正在建设的中心拥有的主要设备是从荷兰高压工程公司（HVEE）引进的三百万伏特（3MV）串列加速器质谱仪。
加速器质谱仪（简称AMS）就是把加速器技术（一种把带电粒子加速到高能量的装置）结合质谱仪技术（一种分析和测量不同质量的原子或分子的仪器）而构成的一种超高灵敏度质谱分析设备。
它分析的灵敏度可达10-12-10-16,也就是可以从千万亿个被测量的原子中把一个所要探测的原子(如放射性14C原子)分辨出来。
AMS的高灵敏度特点也导致了另一个优点,就是可以进行微量分析,它所需的样品量可以少于1mg。
所以AMS成为精确探测微量的长寿命放射性同位素的最前沿的大型仪器装备。
天然的长寿命放射性核素(如10Be、 14C、 26Al和 129I)都是宇宙射线在大气层中核反应的产物,它们通过降雨或降尘沉降到地表（海洋、冰川、陆地等）。
当它们深埋在海底、冰芯和地层与大气隔绝后，放射性强度就不断衰减。
测量沉积物上残留的放射性强度，就能推算出它们的年代，也叫断代，这种方法叫“衰变法”。
由于这些长寿命放射性核素的半衰期很长，10Be（1.5×106年）、14C(5730年)、26Al(7.0×105年)、以及129I（1.6×107年），所以衰变法测量时间长，所需样品量多，它不适合测量半衰期比14C长的其它核素。
即使是测量半衰期较短的14C，一克现代碳样品，每分钟只有13次放射计数。
而一克现代碳样品中实际上却包含了六百五十亿个14C原子。
如果我们直接测量样品中的14C原子数，测量计数率将大大提高。
黄土与第四纪国家重点实验室简介
黄土与第四纪国家重点实验室简介1.1实验室简介黄土与第四纪地质国家重点实验室隶属于中国科学院，依托单位是中国科学院地球环境研究所，其前身为1984年成立的中国科学院黄土与第四纪地质研究室。
实验室以黄土等多种地质载体为研究对象将研究目标确立为：在长时间尺度上，探索东亚季风环境系统变化规律，研究东亚季风环境形成和演化过程及其与青藏高原阶段性隆升及全球变化之间的动力学联系；在短时间尺度上，通过100年、10年和1年分辨率气候环境变化序列的研究，探索其变化特点及其发生的原因和机制；重建近代东亚季风环境，特别是西北地区的干湿变化历史；查明亚洲内陆粉尘的源区、传输和沉积规律及其对区域和全球的影响；恢复黄土高原及周边地区生态环境的自然背景图像，为黄土高原生态环境保护和建设以及西部发展战略的实施，提供科学依据与建议。
现任实验室主任为金章东研究员，学术委员会主任为周卫健院士。
实验室现有固定人员48人，其中中国科学院院士2人，国家杰出青年基金获得者8人。
主要学术带头有安芷生院士、周卫健院士、刘禹研究员、刘晓东研究员、曹军骥研究员、刘卫国研究员等。
多年来，通过具有重要意义的研究方向和课题吸引并凝聚了一批优秀的科学家，形成了事实上的三个研究群体：一是以高水平科学家为核心，青年优秀学术带头人为主力的固定人员队伍；二是以国家重大项目牵引，联合国内多所科研院校学者形成的多学科交叉综合集成研究的研究群体；三是以“中国黄土与第四纪变化”作为影响全球变化要素之一，通过多种形式的国际合作，吸引国外著名科学家而形成的国际合作研究群体。
实验室历来重视科研能力建设，围绕环境变化的“过去-现在-未来”这条主线，建成了在年代学测试、理化指标分析、计算机数值模拟等方面具有综合优势的分析测试系统。
实验室遵循“开放、流动、联合、竞争”的原则，积极向国内外用户开放，起到了支撑创新、服务发展的作用。
实验室高度重视原创成果产出，先后在Nature、Science、PNAS以及Nature子刊等高水平刊物发表论文20余篇。
西安加速器质谱中心-中国科学院地球环境研究所
西安加速器质谱中心简介“西安加速器质谱中心”是在中国科学院、教育部和国家科技部的大力支持下，由中科院地球环境研究所与西安交通大学于2004年7月签订协议，联合筹建。
该中心是院校合作的一个实例，它是由中国科学院院领导（路院长、陈院长、李院长），西安交通大学校长郑南宁院士以及中科院地球环境研究所原所长安芷生院士共同倡议的。
正在建设的中心拥有的主要设备是从荷兰高压工程公司（HVEE）引进的三百万伏特（3MV）串列加速器质谱仪。
加速器质谱仪（简称AMS）就是把加速器技术（一种把带电粒子加速到高能量的装置）结合质谱仪技术（一种分析和测量不同质量的原子或分子的仪器）而构成的一种超高灵敏度质谱分析设备。
它分析的灵敏度可达10-12-10-16,也就是可以从千万亿个被测量的原子中把一个所要探测的原子(如放射性14C原子)分辨出来。
AMS的高灵敏度特点也导致了另一个优点,就是可以进行微量分析,它所需的样品量可以少于1mg。
所以AMS成为精确探测微量的长寿命放射性同位素的最前沿的大型仪器装备。
天然的长寿命放射性核素(如10Be、 14C、 26Al和 129I)都是宇宙射线在大气层中核反应的产物,它们通过降雨或降尘沉降到地表（海洋、冰川、陆地等）。
当它们深埋在海底、冰芯和地层与大气隔绝后，放射性强度就不断衰减。
测量沉积物上残留的放射性强度，就能推算出它们的年代，也叫断代，这种方法叫“衰变法”。
由于这些长寿命放射性核素的半衰期很长，10Be（1.5×106年）、14C(5730年)、26Al(7.0×105年)、以及129I（1.6×107年），所以衰变法测量时间长，所需样品量多，它不适合测量半衰期比14C长的其它核素。
即使是测量半衰期较短的14C，一克现代碳样品，每分钟只有13次放射计数。
而一克现代碳样品中实际上却包含了六百五十亿个14C原子。
如果我们直接测量样品中的14C原子数，测量计数率将大大提高。
中国原子能科学研究院的加速器质谱系统及其应用
中国原子能科学研究院的加速器质谱系统及其应用何明;姜山;武绍勇;董克君;管永精;李世红【期刊名称】《质谱学报》【年(卷),期】2004(025)B10【摘要】The accelerator mass spectrometry system(AMS) in China Institute of Atomic Energy(CIAE) has been improved especially for the ion source, some new measurement methods including 41Ca measurement, PX-AMS method and GF-TOF detector are developed, the applications of the AMS system including nuclear physics science, environmental science, geoscience, life science and materials science have been carried out, a brief describe of all these work is discussed in this paper.【总页数】2页(P219-220)【作者】何明;姜山;武绍勇;董克君;管永精;李世红【作者单位】中国原子能科学研究院核物理研究所，北京102413【正文语种】中文【中图分类】O657.63【相关文献】1.中国原子能科学研究院加速器质谱工作进展 [J], 何明;周舵;姜山;董克君;仇九子;彭博;管永精;寅新艺;武绍勇;李世红2.中国原子能科学研究院的加速器质谱系统及其应用 [J], 何明;姜山;武绍勇;董克君;管永精;李世红3.中国原子能科学研究院激光技术发展及其在核科学中的应用 [J], 王钊;孟祥昊;刘秋实;班晓娜;胡凤明;张晓华;徐永生;张绍哲;马田丽;刘伏龙;路建新;贺创业;陆泽;张海峰;李业军;向益淮;王雷剑;梁晶;戴辉;王华;郭冰;姜兴东;赵保真;王乃彦;高智星;张骥;田宝贤;席晓峰;李静;吕冲4.中国原子能科学研究院图书馆、计算机研究室联合举办图书馆计算机管理系统学习班通知 [J], 无5.中国原子能科学研究院的长寿命核素加速器质谱测量及其应用(英文) [J], 董克君;何明;武绍勇;管永精;仇九子;袁坚;姜山因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
加速器质谱-北师大
四、加速器质谱的本底及抑制
（二）、本底的抑制 2.干扰本底的抑制—同量异位素干扰抑制 C.射程过滤器
不同原子序数的核素在物质中的射程不同，可使用适当 厚度的吸收片（固体）或吸收室（气体）吸收原子序数 大的干扰本底。 适用于较轻的核素，与能量有关。
四、加速器质谱的本底及抑制
（二）、本底的抑制 2.干扰本底的抑制—同量异位素干扰抑制
二、普通质谱计
速度（交叉场）分析器
ε
B
L
V
速度分析器
二、普通质谱计
速度（交叉场）分析器
带电离子垂直进入正交的均匀电磁场中，离 子受电场力q ε和磁场力qVB作用，如果电场 力和磁场力大小相等、方向相反，则离子按 原方向直线运动，不受偏转。
½.MV2=E M/E=（M/q）/（E/q)=2/V2 = 2(t/L)2=K3
二、普通质谱计
一些同位素测量中遇到的本底及所需要的分辨率 同位素
3H
本底
3He
所需分辨率 150000 230 400 170000 1500 8300 1800 1100 6000 15000 47000 29000 64000 89000 82000 62000
讨论 用负离子源消除 易分辨 易分辨 可分辨 易分辨 用负离子源消除 易分辨 易分辨 易分辨 可分辨 用负离子源消除 可分辨 分辨困难 用CaH3离子 困难 用负离子源消除
三、加速器质谱技术
串列加速器质谱的工作过程： 3.从强而稳定的高能束中选择感兴趣 的同位素
从加速器引出的离子包含大量的能量为E的 本底离子和不同能量（电荷剥离后电荷态q 不同）的感兴趣的同位素离子，必须用磁 分析器（或开关磁铁）、静电分析器进行 二次选择，从而大大消除本底干扰。
碳十四专用加速器质谱仪(14C-AMS)
碳十四专用加速器质谱仪（14C-AMS）
加速器质谱仪(AMS，Accelerator Mass Spectrometry)是结合了高能粒子加速技术和高分辨质谱技术的一种核分析仪器。
具有高精度、高分辨率、高灵敏度、分析时间短、需求样品少等特点，已成为放射性同位素研究中最前沿的大型装备。
AMS已在地球科学、环境科学、海洋科学、考古学、生命科学和医学等领域得到了极为广泛的应用。
有机地球化学国家重点实验室碳十四专用加速器质谱仪（14C-AMS）是2013年从美国国家静电公司（NEC, National Electrostatics Corporation）引进的50万伏特（0.5 MV）串列加速器质谱仪（1.5SDH-1），主要用于放射性碳十四测定。
该质谱仪配有134位样品盘固体离子源（134-MC-SNIC）和气体离子源；前处理平台配有全自动石墨制靶系统（AGE 3），制备气相(PC-GC)，质谱引导制备液相（Prep-LC-MS）。
目前该实验室由两位专职技术人员管理、运行和维护，该实验室承接外样测试分析。
NEC 0.5MV 1.5SDH-1 AMS
前处理设备
全自动石墨制靶系统（AGE 3）
制备气相(PC-GC) 质谱引导制备液相（Prep-LC-MS）。
加速器质谱测年范围
加速器质谱测年范围加速器质谱测年法（AMS）是一种高精度的放射性测年方法，可以对各种样品进行年代测定。
其测年范围广泛，涵盖了近代样品、中世纪样品、古代样品、地质样品等多个领域。
以下是AMS测年的主要范围：1.近代样品：AMS测年法可以测定近至几百年前的样品，如历史文献、古建筑、艺术品等。
通过测定这些样品的放射性元素含量，可以确定其制作年代或使用年限。
2.中世纪样品：中世纪是指欧洲公元5世纪到15世纪的历史时期。
AMS测年法可以测定中世纪时期的文物和艺术品，如雕塑、绘画、手工艺品等。
通过AMS测年法可以确定这些文物的制作年代或使用年限，为历史文化研究提供有力支持。
3.古代样品：古代是指公元前15世纪至公元5世纪的历史时期。
AMS测年法可以对古代的文物和艺术品进行年代测定，如古埃及的金字塔、古希腊的雕塑、古罗马的壁画等。
通过AMS测年法可以确定这些文物的制作年代或使用年限，为历史文化研究提供重要依据。
4.地质样品：AMS测年法也可以对地质样品进行年代测定，如岩石、矿床、化石等。
通过测定这些样品的放射性元素含量，可以确定其形成年代或变化历程，为地质学研究提供有价值的数据。
在AMS测年过程中，需要对样品进行处理，测定样品的同位素比值，并对数据进行解释。
以下是这些步骤的简要说明：1.样品处理：在进行AMS测年之前，需要对样品进行必要的处理，如破碎、研磨、提纯等。
这些处理步骤旨在减小样品中的杂质干扰，提高测试的精度和可靠性。
2.同位素比值分析：在样品处理后，需要对样品的同位素比值进行分析。
通常测定样品的C-14、C-13、O-18等同位素比值，以确定其年代。
通过比较现代标准和古代样品的同位素比值，可以推算出样品的年代。
3.数据解释：在获得样品的同位素比值后，需要对数据进行解释。
这包括对数据的统计处理和不确定性评估，以确定样品的年代范围。
同时还需要对数据进行校正，以消除仪器误差和环境因素的影响。
4.应用领域：AMS测年法在多个领域都有广泛的应用，如历史学、考古学、地质学等。
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加速器质谱中心简介
利用超高灵敏度加速器质谱技术，进行高精度年代学研究，宇宙事件探测，宇宙成因核素的环境过程示踪，行星地质学的比较研究，加强碳、氮、氧、氢的生物地球化学循环与示踪过程研究，获取高分辨率的环境变化信息，为地球环境研究提供技术支撑平台。
发展定位
实验室定位于加速器质谱新技术、同位素示踪新方法及其在地球环境科学、考古学和生物环境等领域的应用研究。
面向基础科学研究前沿和国家重大需求，将加速器质谱新技术与放射性核素、稳定同位素示踪新方法相结合，为我国尤其是我省在地球环境科学等领域的原创及应用研究提供科技支撑。
通过发挥加速器质谱技术优势，面向国内外开放，凝聚和培养从事加速器质谱技术及应用领域的高水平科技人才，逐步将实验室建设成为国际一流的加速器质谱应用研究中心、人才培训中心和权威分析测试中心，为我国及陕西省地方经济社会可持续发展提供科技服务。
研究方向：
研究方向1：加速器质谱功能开发和技术创新
加速器质谱仪(AMS)具有超高灵敏度和极少样品需求量的优势，成为进行地球科学中基础性、战略性和前瞻性研究的必要条件，已成为高精度年代学和地球环境精細过程示踪研究中不可缺少的前沿性工具。
实验室将在充分发挥AMS已有测量技术优势的基础上，开展AMS功能开发和技术创新研究，通过仪器的功能升级和技术改造，发展超微量样品14C、129I 和B同位素测试新技术，开发Pu等新放射性核素测试功能，拓展加速器质谱应用研究领域。
研究方向2：地球环境过程的宇宙成因核素示踪研究
地球环境系统变化及行星和宇宙事件对地球环境影响的研究已成为本世纪地球科学前沿方向之一。
我国拥有丰富多彩的自然地理格局及类型多样的地质记录，使得在地球环境变化研究领域具有得天独厚的区域优势，也为我国地球环境研究赶超世界先进水平提供了极大的发展空间。
实验室将利用加速器质谱对各类长寿命放射性核素的测试优势，开展放射性核素在地球环境变化科学中的环境过程示踪和定年研究，获取自然环境变化的历史、规律，辩明人类活动的环境效应，探索东亚季风环境和内陆干旱环境的耦合演化特征及其机制，预测未来我国尤其是西部半干旱区气候变化趋势；开展宇宙成因核素（如
10Be）定量示踪第四纪以来黄土地磁场强度和降水变化的历史重建研究，为刻画地球磁场变化历史的细节以及中长时间尺度大陆水循环过程和变化规律提供新的环境示踪途径。
研究方向3：现代环境过程放射性核素示踪研究
国外通过环境样品中14C和129I的测试分析，评价放射性核素造成对环境的污染已取得长足的进展，并成为现代环境过程研究的一种有效工具。
目前我国和周边国家和地区已建或在建大量核电站和其它核设施，这些核电厂和后处理厂的安全运
行对我国环境安全极为重要。
及时监测我国环境放射性水平和分布，预测放射性的扩散和转移、评估环境核辐射危害，不但可以降低我国公众的辐射危害、缓解民众核恐惧，而且可以为解决潜在的外交和贸易纠纷提供有说服力的数据支持。
实验将从我国不同区域采集表土等现代环境样品，系统开展14C和129I的核素水平的测试分析，构建环境样品放射性核素本底数据库，为政府决策和维护社会稳定服务。
除了核环境水平监测研究外，开展14C评估化石燃料对城市大气CO2的贡献研究在学术层面和服务国家需求层面都具有重要意义，但该研究在国内尚未系统开展。
实验室将利用AMS-14C技术直接示踪大气CO2样品，结合植物样品测试研究，获取国内化石源CO2排放量的准确数据，为我国制定减排政策和评估减排效果提供可靠的科学依据，以便在国际气候谈判中采取灵活政策和使用主动权，为经济增长争取更大的发展空间。
研究方向4：地质与考古年代学
精确可靠的年代学框架的建立环境变化及考古学研究的基础和关键。
我国是文明古国，陕西省又是考古大省，已有大量的珍贵文物，而且不断有新的出土文物，准确断代是考古学发展的基础。
实验室将利用14C测年方法的优势，系统开展考古和地质样品的14C前处理方法、石墨靶制样技术和微量样品AMS 测试新技术研究，提高测年的精度和可靠性，为考古学和最近5万年以来的地球环境科学研究提供一流的14C年代数据。
除14C以外，半衰期更长的10Be、26Al、129I等核素也有开展年代学研究的潜力。
特别是在地表岩石石英中就地成因的10Be、26Al在国际上已经广泛应用于暴露/埋藏测年及与之相关的地球环境过程示踪研究，但我国在同领域的研究相对滞后。
实验室将利用拥有的3MV多核素分析加速器质谱的优势，
系统开展各种地质及环境样品的10Be、26Al、129I测试分析研究，特别是。
10Be/26Al进行沉积物埋藏、暴露年代学以及大陆环境129I测年方法探索等突破几十-百万年尺度绝对测年定年瓶颈，为重大地质事件提供独立的宇宙成因核素年代学框架。
研究方向5：稳定同位素生物地球化学循环过程研究
随着地球环境科学研究的不断深入，加强过去与现代相结合的环境变化研究是实现“将今论古”的关键突破口，也是地球系统科学研究的重要内容之一。
从现代环境过程稳定同位素C、N、O、Sr示踪研究入手，深入理解环境代用指标机理、探索新的代用指标，针对不同环境代用指标的不确定性和多解性，加强现代环境过程的物理/化学机制与代用指标制约要素的系统研究，探讨过去和现代环境过程的机理，为区域生态和环境治理提供科学数据和对策。
实验室将重点通过青藏高原、黄土高原地区的湖泊、河流等不同环境样品中C、N、O、Sr等同位素测试研究并结合现代观测，揭示不同生态系统中生物地球化学循环过程、规律及其与水文/气候要素的内在联系。
加速器质谱中心仪器设备：
•加速器质谱计
•MAT-252稳定同位素质谱仪
•紫外-可见光分光光度计
•Delta Plus 稳定同位素气体质谱仪
•JY ULTIMA-2 型ICP原子发射光谱仪。