AMS施設の現状報告や技術開発を行い、さらなる進歩・発展の場を目指します

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  【Si半導体検出器】

  Si半導体検出器に¹⁴C⁺が入射すると電離作用により電子と正孔の対を作り出します。

  電子と正孔は両端にかけられた電圧によりそれぞれ陰極、陽極に分けられて電気信号が発生します。

  この電気信号を測定し、¹⁴C⁺のエネルギーと個数を測定します。

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  【逐次入射システム】

  逐次入射システムでは、¹²C^-、¹³C^-、¹⁴C^-の質量に対応した加速電圧を印加し、各イオンが同じ軌道を通って加速器に入射するように磁場が設定されています。

  また、¹²C^-、¹³C^-、¹⁴C^-の存在比を考慮し、それぞれ0.3msec、18msec、90msecの時間幅で、交互に加速器に入射させます

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  【加速器】

  加速管中央部では、ペレットチェーンにより電荷が供給され、最大500kVまで電圧が印加されます。

  C^-は、加速管に入るとこの加速管中央部に向かって加速され、中央の荷電変換部に入ります。そこでアルゴンガスと衝突して荷電変換し、炭素のプラスイオン（C⁺）に変換されます。荷電変換部を通過すると、 C⁺は加速管出口に向かって、さらに加速されます。

  この荷電変換部では、¹⁴C測定の妨害となる分子イオン（¹³CH、¹²CH₂など）もアルゴンとの衝突により分解されます。

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  【分析電磁石及びファラデーカップ検出器】

  加速管を出た炭素のプラスイオン（^12,13,14C⁺）は、質量が違うため、分析電磁石の磁場の影響が異なり、軌道が変わります。

  3種の炭素同位体のうち、多く存在する¹²C、¹³Cは、質量が¹⁴Cよりも軽いため、内側の軌道を通り、それぞれのファラデーカップに入射し、電流値として測定されます。また、量の少ない¹⁴Cは次段の半導体検出器にエネルギー弁別されたのちに入射し、1発毎に測定されます。

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  【イオン源】

  サンプルにセシウムイオン（Cs⁺）を衝突させ、炭素のマイナスイオ（^12,13,14C^-）を生成させます。

  発生したC-はエクストラクターにより引き出され、逐次入射システムへ運ばれます。

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  【イオン源】

  サンプルにセシウムイオン（Cs⁺）を衝突させ、炭素のマイナスイオ（^12,13,14C^-）を生成させます。

  発生したC-はエクストラクターにより引き出され、逐次入射システムへ運ばれます。

加速器質量分析法（Accelerator Mass Spectrometry、AMS）とは、加速器と質量分析装置を組み合わせた分析装置です。

極微量の測定対象サンプルをイオン源でイオン化された後、50万エレクトロンボトル程度のエネルギーまで電場によって加速します。加速されたイオンは、加速管中央部のストリッパーカナル中のアルゴンガスとの衝突により荷電変化された後に再び加速され、電磁石と静電アナライザーで弁別され、半導体検出器でそのエネルギーと個数を計数します。

この方法によって、10^-15～10^-11といった極めて低い存在比を持つ同位体元素を高感度かつ短時間で分析することができます。

例えば、測定サンプルに含まれる炭素の同位体元素、¹²C（存在比99％）、¹³C（存在比1％）、¹⁴C（存在比1兆分の1以下）に対して、従来の放射線計測法の約1,000分の1以下のサンプル量で、短時間に¹⁴C⁄¹²C比を測定することができます。

加速器質量分析（AMS）では測定イオンにエネルギーを与える事ができ、通常の質量分析では測定できない核種、例えば放射性炭素（¹⁴C）の測定を可能にします。従来の¹⁴C-AMSでは300万ボルトより大きな加速電圧を使用していましたが、技術開発によって低い加速電圧でも高精度な¹⁴C-AMSが可能になりました。また低電圧化に伴い装置も小型化しました。YU-AMSでは加速電圧50万ボルトのコンパクトAMSが総合研究所1階に設置されています。最大で40個のグラファイト試料をサンプルホルダーに装着し測定する事ができます。