近日，中国科学院地球化学研究所杨宪林、刘彧等科研人员在国际学术期刊《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms》上发表题为Performance study of the new 1 MV tandem accelerator mass spectrometer GYAMS的研究论文，系统报道了我所1 MV加速器质谱仪（GYAMS）的性能测试与验收成果。该仪器由我所于2017年从美国国家静电公司（NEC）引进，受新冠疫情及基建工程影响，现场安装与验收工作于2022年2月方才完成。

 图1 地化所AMS主要部件布局图及设计参数

加速器质谱（AMS）是当前测量长寿命放射性核素（如¹⁴C、¹⁰Be、²⁶Al等）最灵敏、最有效的技术手段。随着我国AMS设备数量快速增长，已建成超过30台不同型号的AMS装置，为宇宙成因核素在各领域的应用奠定了坚实基础。GYAMS是一台通用型紧凑型1 MV串列加速器质谱仪，由铯溅射负离子源、注入系统、加速器、高能分析系统和核探测器五大核心部件组成，设计用于高灵敏度测量¹⁰Be、¹⁴C、²⁶Al和⁴¹Ca等稀有同位素。

在验收测试中，研究团队对¹⁴C、¹⁰Be和²⁶Al三种核素进行了系统评估，各项指标均达到甚至优于设计标准。在¹⁴C分析方面，OXII标准物质的测量精度优于0.3%（1σ），化学处理本底的¹⁴C/¹²C比值平均为1.5×10^-15。¹⁰Be和²⁶Al一级标准物质的测量准确度均优于1%，化学本底的¹⁰Be/⁹Be和²⁶Al/²⁷Al比值优于5×10^-15。

图2. ¹⁴C 测量稳定性及精度

图2. ¹⁰Be 测量稳定性及精度

图3. ²⁶Al 测量稳定性及精度

在为期一年的实际运行中，GYAMS已完成超过500个未知样品的测量，其中包括250个¹⁴C样品、150个¹⁰Be样品和100余个²⁶Al样品。研究团队还分享了仪器运行与维护的实践经验，如铯蒸气污染导致的绝缘陶瓷柱短路、放电引起的绝缘陶瓷环耐压性能下降等问题，为同类仪器的稳定运行提供了有益借鉴。

该研究表明，GYAMS设施已具备高精度测量宇宙成因核素的能力，可有力支撑我国在环境、地质和行星科学等领域的相关研究。未来，研究团队将进一步优化仪器参数---如提高¹⁰Be测量的终端电压、将剥离气体从氩气更换为氦气、减薄硅氮化物降能膜厚度等，以期进一步提升传输效率并抑制¹⁰B的干扰。

该研究工作得到了贵州省科技计划项目（黔科合基础-[2024]青年368）、贵州省重大科技专项（[2024]013）和中国科学院“西部之光”人才培养计划的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1016/j.nimb.2026.166247

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