एक्सेलेरेटर मास स्पेक्ट्रोमीटर
एक त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर एक प्रयोगशाला उपकरण है जो रेडियोधर्मी तत्वों को मापने के लिए चुंबकत्व और उच्च वोल्टेज के संयोजन का उपयोग करता है। हालांकि यह पहली बार 1930 के दशक में प्रदर्शित किया गया था, द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ संयुक्त त्वरक का उपयोग 1970 के दशक तक आम नहीं हुआ था। मास स्पेक्ट्रोमेट्री एक अणु या परमाणु के द्रव्यमान का माप है, जो चुंबकीय भार का उपयोग करके अपने वजन या द्रव्यमान द्वारा अलग-अलग परमाणुओं को अलग करता है।
पुरातत्व, प्राचीन सभ्यताओं के अध्ययन, ने 20 वीं शताब्दी की शुरुआत से रेडियोधर्मी सामग्री, मुख्य रूप से कार्बन की उपस्थिति का उपयोग किया है। एक वैज्ञानिक एक पुरातात्विक स्थल से एक नमूना ले सकता है, नमूने में मौजूद रेडियोधर्मी कार्बन -14 की मात्रा को माप सकता है, और नमूने या विरूपण साक्ष्य की उम्र का अनुमान लगा सकता है। एक त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के उपयोग से पहले, कार्बन -14 को मापने में समय लगता था और बड़ी मात्रा में सामग्री की आवश्यकता होती थी। प्राचीन कलाकृतियों की आयु निर्धारित करने के लिए रेडियोधर्मी कार्बन का उपयोग करने का विज्ञान "कार्बन डेटिंग" के रूप में जाना जाता है।
एक त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में कई अलग-अलग खंड होते हैं, लेकिन प्राथमिक उपकरण एक चुंबकीय विभाजक और एक अग्रानुक्रम त्वरक है। इकाई का पहला भाग नमूना प्रवाह से अवांछित कणों या अणुओं को हटाने के लिए एक कम-शक्ति चुंबकीय विभाजक का उपयोग करता है। फिर नमूना अग्रानुक्रम त्वरक में प्रवेश करता है, जो पहले उच्च ऊर्जा धनात्मक विद्युत आवेश के साथ ऋणात्मक रूप से आवेशित कण को आकर्षित करके कणों को तेज करता है, लाखों वोल्ट से अधिक होता है।
फिर त्वरित कण एक इलेक्ट्रॉन स्ट्रिपर के माध्यम से गुजरते हैं, जो या तो कार्बन की एक पतली परत या एक विशिष्ट गैस है। इलेक्ट्रॉनों को कण से हटा दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक सकारात्मक चार्ज आयन होता है। आयनों को अब फिर से तेज किया जाता है, क्योंकि वे त्वरक के उच्च सकारात्मक चार्ज द्वारा निरस्त किए जाते हैं। यही कारण है कि डिवाइस के इस हिस्से को एक टेंडेम त्वरक कहा जाता है, क्योंकि यह विद्युत आवेश के कारण आकर्षण और प्रतिकर्षण के प्रभावों का उपयोग करके आयनों को दो बार प्रभावित करता है।
एक बार उच्च गति वाले आयन मिलकर अनुभाग छोड़ देते हैं, तो त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर का शेष अतिरिक्त मैग्नेट होता है जो नमूना प्रवाह को एक डिटेक्टर तक निर्देशित कर सकता है जो उस तक पहुंचने वाले कणों की संख्या को गिनता है। स्पेक्ट्रोमीटर का प्रत्येक खंड उन कंप्यूटरों से जुड़ा है जो उत्पाद की धारा को नियंत्रित करने के लिए विद्युत और चुंबकीय शक्ति को समायोजित कर सकते हैं। डिटेक्टर बेहद संवेदनशील होते हैं, और कई लाखों गैर-रेडियोधर्मी लोगों में एक रेडियोधर्मी आयन समझ सकते हैं।
पुरातत्व और भूविज्ञान में इसके उपयोग के साथ-साथ चिकित्सा निदान परीक्षण में एक त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया जा सकता है। एक रेडियोधर्मी तत्व, जिसे एक अनुरेखक कहा जाता है, को रोगी में इंजेक्ट किया जा सकता है या रोगी द्वारा ली गई दवा में थोड़ी मात्रा में शामिल किया जा सकता है। जैसा कि शरीर दवा को अवशोषित करता है, अनुरेखक तत्व को एक त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में पेश किए गए नमूनों का उपयोग करके देखा जा सकता है। रेडियोधर्मी तत्व की बहुत कम मात्रा को देखने के लिए स्पेक्ट्रोमीटर की क्षमता तकनीक को मूल्यवान बनाती है, क्योंकि रोगी में रेडियोधर्मिता के बहुत कम स्तर देखे जाते हैं जो स्वास्थ्य संबंधी चिंता का कारण नहीं माना जाता है।
