加速器质谱（Accelerator Mass Spectrometry, AMS）是一种超高灵敏度的分析技术，用于测定同位素的浓度和比例，特别是稀有同位素和长寿命放射性核素。以下是AMS的原理及其可测试的元素范围：

AMS 原理

AMS通过加速粒子到极高能量并利用质量分析分离同位素，能够实现对极低丰度同位素的检测。其主要步骤包括：

1. 负离子生成：样品中的元素被离子化为负离子，抑制分子等离子体干扰（如¹⁴C测定中抑制¹⁴N）。

2. 加速与剥离：负离子通过串联加速器，在中间剥离阶段转化为正离子，同时分解分子干扰。

3. 高能量分析：利用磁场、电场和速度选择器分离目标同位素与其他干扰粒子。

4. 单离子计数：通过粒子探测器（如硅探测器或时间飞行仪）逐个计数目标同位素。

可测试的元素及应用

AMS可检测多种稀有同位素，典型的包括以下几类：

AMS 的优势

1. 高灵敏度：可检测丰度低至 $10^{-12}$ 至$10^{-18}$ 的稀有同位素。

2. 小样品需求：仅需毫克级甚至微克级样品。

3. 快速分析：相比传统衰变计数法，AMS测量时间更短。

典型应用案例

1. 放射性碳定年（¹⁴C）：用于考古学（如古遗址年代测定）和气候变化研究（如冰芯记录）。

2. 宇宙成因核素定年（¹⁰Be, ²⁶Al, ³⁶Cl）：用于地表暴露年龄和侵蚀速率研究。

3. 核废料监测（²³⁶U, 钚同位素）：用于评估核试验或核事故的环境影响。

AMS技术因其高灵敏度和广泛适用性，在地球科学、环境科学和核科学等领域具有重要价值。

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