AMS-analyysi

Kiihdyttimen massaspektrometria (accelerator mass spectrometry, AMS) on analyyttinen menetelmä jolla voidaan mitata tietyn aineen isotooppikoostumus suurella tarkkuudella. Analyysissä näyte ionisoidaan ja kiihdytetään magneetti- ja sähkökenttien avulla, jolloin isotoopit eriytyvät toisistaan ja niiden pitoisuudet voidaan mitata. AMS-menetelmää hyödynnetään usein geologisissa ja arkeologisissa tutkimuksissa, radiohiiliajoituksessa, ympäristöanalytiikassa sekä tuoteturvallisuuden varmistamisessa.

  • Nopeat tulokset
  • Henkilökohtaista apua asiantuntijoilta
  • Kilpailukykyiset hinnat
  • Takuu tulosten oikeellisuudesta

Mitä on kiihdytinmassaspektrometria?

Kiihdyttimen massaspektrometria (AMS) on erittäin herkkä analyyttinen tekniikka, jota käytetään yksittäisen isotoopin pitoisuuden mittaamiseen näytteestä. Saman alkuaineen eri isotoopeilla on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja ytimissään. Jotkut isotoopeista ovat radioaktiivisia, kun taas toiset ovat stabiileja.

AMS-analyysi perustuu ionikiihdyttimen käyttöön tehokkaana massaspektrometrinä. Ionilähteitä, suuria magneetteja ja ilmaisimia käytetään yhdessä kiihdyttimen kanssa eri isotooppien erottamiseen ja yksittäisten atomien laskemiseen. Näytteen ionisoinnin jälkeen kiihdytinjärjestelmän magneetti- ja sähkökentät suodattavat ylimääräiset isotoopit ionisuihkusta poikkeuttamalla ne alkuperäisestä suunnastaan. Ionisuihkun suuri nopeus mahdollistaa molekyylien tuhoamisen ja poistamisen mittaustaustasta. Lopuksi ionisuihku analysoidaan isotooppisesti: magneettiset ja sähköstaattiset analysaattorit mittaavat tutkittavan isotoopin määrän ja ionidetektorit tunnistavat valitut isotoopit sekä laskevat ne yksitellen. Tämän seurauksena pitoisuuksia voidaan mitata jopa yhden atomin tarkkuudella noin 1000 atomista.

Miten AMS-menetelmä toimii?

Tutkittava alkuaine erotetaan ensin kemiallisesti näytteestä ja ladataan tandemkiihdyttimen ionilähteeseen. Ionilähde muodostaa alkuaineesta ionisäteen irrottamalla sen atomeja cesiumionien avulla. Cesiumionit tuotetaan ionisaattorilla ja kohdistetaan pieneen kohtaan näytettä. Tämä tuottaa negatiivisia ioneja näytteen pinnalle, jotka erotetaan ionilähteestä ja kiihdytetään kohti ensimmäistä magneettia.

Ensimmäinen magneetti on injektorimagneetti, joka taivuttaa negatiivista ionisädettä 90 astetta alkuaineen halutun radioisotoopin erottamiseksi. Injektorimagneetti valitsee kyseessä olevan isotoopin massan ja siten sen reitin hyläten viereiset stabiilit isotoopit. Tämän jälkeen negatiiviset ionit jatkavat matkaansa putkessa sähköstaattisen tandemkiihdyttimen läpi. Tandemkiihdyttimessä on navaksi kutsuttu positiivisesti varautunut keskus, jota kohti negatiiviset ionit vetäytyvät. Navassa negatiiviset ionit kulkevat elektroninpoistolaitteen (kaasupatsaan tai erittäin ohuen hiilikalvon) läpi ja tulevat ulos positiivisina ioneina. Suurista nopeuksista johtuen molekyylit tuhoutuvat kiihdyttimen keskellä ja jäljelle jääneet positiiviset ionit hylkivät positiivista napaa kiihtyen uudelleen.

Tandemkiihdyttimen jälkeen jäljellä on vielä paljon molekyylejä ja isobaareja (viereisten alkuaineiden isotooppeja, joilla on sama massa kuin tutkittavalla isotoopilla), joiden poistamiseen tarvitaan lisää magneetteja. Analyysi- ja vaihtomagneetit toimivat samalla tavalla kuin injektorimagneetti ja vähentävät siten entisestään viereisten stabiilien isotooppien määrää. Lisäksi ne eliminoivat kaikki voimakkaasti varautuneet molekyylit valitsemalla vain ne varautuneet ionit, jotka muodostuvat tandemkiihdyttimen navassa. Isotooppisuhteet mitataan valitsemalla vuorotellen radio- ja stabiileja isotooppeja injektori- ja analyysimagneeteilla.

Lopuksi sähköstaattinen analysaattori taivuttaa ionisädettä 20 astetta korkean jännitteen avulla. Näin ollen ionit valitaan niiden energian perusteella: ne, jotka sattuvat saamaan väärän energian kiihdyttimestä poistetaan. Sitten tutkittavan isotoopin pitoisuus mitataan kaasuionisaatioilmaisimella. Ilmaisin laskee ionit yksi kerrallaan hidastamalla niitä ja varastoimalla ne propaanikaasuun. Kun ionit pysähtyvät, kaasuatomien elektronit vapautuvat. Atomit kerätään ja tietokone määrittää kunkin atomin energiahäviön määrän. Sitten datasta päätellään näytteen alkuaineen järjestysnumero häiritsevien isobaarien erottamiseksi.

Mihin AMS-tekniikkaa käytetään?

AMS:llä voidaan analysoida monia harvinaisia ​​isotooppeja, kuten Be-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41 ja I-129, sekä useita uraanin ja plutoniumin isotooppeja. Yksi menetelmän yleisimmistä sovelluksista on radiohiiliajoitus. Tekniikkaa käytetään laajasti hiiltä sisältävien näytteiden iän määrittämiseen mittaamalla niissä olevan radioaktiivisen C-14 -isotoopin määrä. Arkeologian ja historiantutkimuksen lisäksi AMS:ää käytetään yleisesti myös erilaisten polttoaineiden bio-osuuden (biopohjaisen sisällön osuus näytteessä) määrittämiseen.

AMS:llä analysoiduilla isotoopeilla on laajalti ajoitussovelluksia ja niitä käytetään erilaisissa kronometreissä ja merkkiaineissa. Siten AMS:ää hyödynnetään monilla aloilla, kuten geologiassa ja planettatieteissä, geomorfologiassa, kvaternaaritieteessä, ympäristön ja ilmakehän tutkimuksessa, arkeologiassa, historiantutkimuksessa, globaalin ilmastonmuutoksen hallinnassa, ydinvoimaloiden suojatoimissa ja biolääketieteessä.

Näytevaatimukset ja esivalmistelu

AMS:llä voidaan analysoida kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia ​​näytteitä. Analyysiin soveltuvat esimerkiksi arkeologiset näytteet (esim. fossiilit, keramiikka), geologiset näytteet (esim. kivet, sedimentit), polttoaineet, savukaasut ja näytteet luonnosta, esimerkiksi sadevedestä. Koska AMS on erittäin herkkä menetelmä, testaukseen tarvitaan vain pieni määrä näytettä. Kiinteiden aineiden tapauksessa yleensä muutama milligramma näytettä riittää analyysiin. Ennen AMS-analyysiä tutkimuksen kohteena oleva alkuaine (esim. hiili, beryllium, alumiini, jodi, uraani tai plutonium) on eristettävä ja puhdistettava näytteestä. Kemiallisilla menetelmilllä voidaan erottaa hyvin pieniä määriä alkuainetta ja valmistaa sopiva kohdemateriaali kiihdyttimessä tapahtuvaan mittaukseen.

Tarvitsetko AMS-analyysin?

Measurlabs tarjoaa laadukkaita AMS-analyysejä kilpailukykyiseen hintaan. Asiantuntijamme auttavat mielellään jos sinulla on kysymyksiä näytteisiisi tai mittauksen tavoitteisiin liittyen. Ota meihin yhteyttä alla olevan lomakkeen kautta tai lähettämällä meille sähköpostia osoitteeseen info@measurlabs.com.

Soveltuvat näytematriisit

  • Polttoaineet (kaasut, nesteet ja kiinteät)
  • Geologiset näytteet ja ympäristönäytteet (kivet, meteoriitit, sedimentit, maa ja vesi)
  • Arkeologiset näytteet (fossiilit, siemenet ja luut)
  • Historialliset näytteet (puu, kangas ja keramiikka)
  • Savukaasu
  • Radioaktiiviset näytteet
  • Biolääketieteelliset näytteet

AMS-analyysin tyypillisiä käyttökohteita

  • Radiohiiliajoitus
  • Bio-osuuden määritys
  • Isotooppipitoisuuden määritys kivissä ja sedimenteissä
  • Meteoriittien koostumukset tutkiminen
  • Kronometrien ja jäljittäien tuotekehitys ja laadunvarmistus
  • Biolääketiede

Ota yhteyttä

Ota yhteyttä alla olevalla lomakkeella, niin saat tarjouksen testauspalveluista yhdessä arkipäivässä.

Vastaamme aina yhdessä arkipäivässä.

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille +358 50 336 6128.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä on kiihdyttimen massaspektrometria?

Kiihdyttimen massaspektrometria (AMS) on erittäin herkkä analyyttinen tekniikka, jota käytetään yksittäisen isotoopin pitoisuuden mittaamiseen näytteestä.

Mihin AMS-menetelmää käytetään?

AMS-menetelmällä voidaan analysoida monia harvinaisia ​​isotooppeja, kuten Be-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41 ja I-129, sekä useita uraanin ja plutoniumin isotooppeja. Yksi menetelmän yleisimmistä sovelluksista on hiiltä sisältävien näytteiden iän määrittäminen radioaktiivisen C-14 -isotoopin avulla. AMS-analyysia käytetään yleisesti myös erilaisten polttoaineiden biopohjaisen sisällön osuuden määrittämiseen.

Millaiset näytteet soveltuvat AMS-menetelmään?

AMS:llä voidaan analysoida kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia ​​näytteitä. Analyysiin soveltuvat esimerkiksi arkeologiset näytteet (esim. fossiilit, keramiikka), geologiset näytteet (esim. kivet, sedimentit), polttoaineet, savukaasut ja näytteet luonnosta, esimerkiksi sadevedestä.

Mikä Measurlabs on?

Measurlabs tarjoaa erilaisia laboratorioanalyyseja tuotekehittäjille ja laatujohtajille. Suoritamme osan analyyseista omassa laboratoriossamme, mutta enimmäkseen ulkoistamme ne huolella valikoiduille kumppanilaboratorioille. Tällä tavoin pystymme lähettämään kunkin näytteen sille sopivimpaan laboratorioon ja tarjoamaan asiakkaillemme korkealaatuisia analyyseja yli tuhannella eri menetelmällä.

Miten palvelu toimii?

Kun otat meihin yhteyttä tarjouspyyntölomakkeella tai sähköpostilla, yksi menetelmäasiantuntijoistamme ottaa mittauksesi hoitaakseen ja vastaa mahdollisiin kysymyksiisi. Saat kirjallisen tarjouksen, jossa on kerrottu mittauksen yksityiskohdat ja osoite, johon voit lähettää näytteet. Me huolehdimme sen jälkeen näytteiden toimittamisesta oikeisiin laboratorioihin ja kirjoitamme tuloksista sinulle selkeän mittausraportin.

Kuinka lähetän näytteeni?

Näytteet toimitetaan laboratorioomme yleensä lähetillä. Varmista yksityiskohdat asiantuntijamme kanssa ennen näytteiden lähettämistä.