近日，原子能院核物理研究所成功研制出国内首台紧凑型加速器质谱仪（AMS）。其中，串列加速器长度仅为1米，大小为传统串列加速器1/3；整套系统占地面积约30平米，较传统AMS装置缩小2～3倍；可实现碳-14、铝-26、碘-129、铀-236等十余种核素的高效与高灵敏分析，相关技术指标达到国际领先水平。这标志着我国在高端核分析设备研制方面取得重要进展，为加速器质谱的高灵敏分析应用奠定了坚实基础。
紧凑型串列加速器质谱仪
加速器质谱仪是综合加速器、核物理、质谱等学科为一体的现代核分析技术，是用于微量元素分析、稀有粒子探测、微量长寿命同位素分析等极为重要的方法，它的最大特点就是可实现极微量核素的高灵敏测定，具有其它技术无可比拟的灵敏度，因而可开展其它技术无法开展的工作，这些极微量核素发挥着“指纹”核素的功能，在许多领域发挥着独特作用，从而极大推动了相关学科的发展。
加速器质谱仪应用领域非常广泛，如果从空间划分，可以分为3部分。上可以研究天体演化、宇宙射线、太阳活动等；中可以研究环境与气候变化、全球碳循环、地震与冰川历史、碳达峰、文物考古等；下可以研究海洋环流、海洋资源、地下矿藏、地下水年龄等。如果从学科上来讲，AMS应用领域涉及地质、考古、环境、天体物理、生物医药、核物理等。
加速器质谱仪小型化、紧凑化是当前国内外加速器质谱研究的热点领域。经过近四年的努力探索，原子能院加速器质谱研究团队对紧凑型加速器质谱仪的核心难点——加速器紧凑化进行了创新研究，并突破高压馈入、气体输入、高压绝缘、间隙加速、气阻分布等系列关键技术，成功研制出国内首台紧凑型串列加速器。该加速器综合了单极型、大气绝缘型加速器质谱仪的优点，具有结构更紧凑、性能更佳、可开展多核素测量等优势。
同时，团队根据加速器质谱系统小型化和多核素高效、高灵敏分析的需求，对加速器质谱系统进行了物理与束流光学方面的优化设计，建成了紧凑型串列加速器质谱仪，有力提升了装置经济性。目前，该加速器质谱仪的传输效率和测量灵敏度均通过实验验证，可广泛应用于大气雾霾、海洋污染、生物医药、天体物理等研究领域。
据悉，未来项目团队将继续深入开展加速器质谱仪的新装置、新技术研究，进一步推进我国高端加速器质谱仪的国产化进程，并基于该装置开展多核素高灵敏分析与应用研究，积极拓展其在环境、物理、地质、生物、药学、天体等领域的应用。（宋雅娟）