Espectrometria de masses en accelerador
L'espectrometria de masses en accelerador (AMS) diferix d'atres formes d'espectrometria de masses en que accelera els ions fins a energies cinètiques extraordinàriament altes abans de l'anàlisis de masses. El punt fort de el AMS entre els métodos d'espectrometria de masses és el seu poder per a separar un isòtop rar dins d'una massa abundant contigua ("sensibilitat a l'abundància", per eixemple 14C a partir de 12C).[1]
El método suprimix completament els isobaros moleculars i en molts casos pot separar els isobaros atòmics (per eixemple, 14N de 14C). Açò fa possible la detecció de radioisòtops de llarga duració, d'orige natural, tals com 10Be, 36Cl, 26A l'i 14C. La seua abundància isotòpica típica varia de 10-12 a 10-18. El AMS pot superar a atres tècniques de conteo de decaiguda radiactiva de tots els isòtops en els que la vida mija siga lo suficientment llarga.[2]
El método
[editar | editar còdic]En general, els ions negatius es creen (els àtoms es ionizan) en una font de ions. En casos afortunats, açò ya permet la supressió d'un isobaro no desijat, que no forma ions negatius (com 14N en el cas de les mides de 14C). Els ions preacelerados solen ser separats per un primer espectrómetro de masses de tipo sector magnètic i ingressen en un "accelerador en tàndem" electrostàtic. Est és un gran accelerador de partícules nuclears basat en el principi del Generador de Van de Graaff que opera de 0.2 a molts millons de volts en dos etapes operant en tàndem per a accelerar les partícules.
En el punt de conexió entre les dos etapes, els ions canvien la càrrega de negativa a positiva en passar a través d'una capa prima de matèria ("cinta", ya siga gas o una prima làmina de carbono). En esta etapa de pas per la cinta o "stripping" les molècules es trencaran.[3][4]
La supressió completa de isobaros moleculars (per eixemple, 13CH- en el cas de medicions de 14C) és una de les raons de l'excepcional "sensibilitat a l'abundància" de el AMS. Ademés, l'impacte elimina varis dels ions negatius, convertint-los en ions de càrrega positiva. En la segona mitat de l'accelerador, els ions carregats positivament s'acceleren llunt del centre altament positiu de l'accelerador electrostàtic que anteriorment atrea als ions negatius. Quan els ions abandonen l'accelerador, estan carregats positivament i es mouen a un cert percentage de la velocitat de la llum.
En una segona etapa de l'espectrómetro de masses, els fragments de les molècules se separen dels ions d'interés.
Despuix d'esta etapa solament queden els ions, a menos que existixca un isobaro estable (atòmic) que forme ions negatius (per eixemple, 36S si es medix 36Cl), que no se suprimix en absolut segons la configuració descrita fins ara.
Gràcies a l'alta energia dels ions, estos poden separar-se per métodos presos de la física nuclear, com a làmines degradadoras i imans plens de gas. Els ions individuals es detecten finalment per mig de conteo de ions individuals (en detectors de barrera de superfície de silici, cámara i/o detector de temps de vol). Gràcies a l'alta energia dels ions, estos detectors poden proporcionar una identificació adicional dels isobaros d'orige per mig de la determinació de la càrrega nuclear.
Generalisacions
[editar | editar còdic]Lo anterior és solament un eixemple. Hi ha atres métodos de conseguir la AMS; no obstant, tots ells funcionen basats en la millora de la selectivitat i especificidad de les masses per mig de la creació d'altes energies cinètiques abans de la destrucció de la molècula per mig de stripping, seguides pel conteo de ions individuals.
Història
[editar | editar còdic]L.W. Álvarez i Robert Cornog dels Estats Units varen usar per primera volta un accelerador com a espectrómetro de masses en 1939 quan varen amprar un ciclotrón per a demostrar que el 3He era estable; a partir d'esta observació varen concloure de forma immediata i correcta que l'atre triti isotòpic de massa -3 era radiactiu. En 1977, inspirat per este treball Richard A. Muller en el Laboratori Lawrence Berkeley va reconéixer que els acceleradors moderns podrien accelerar les partícules radiactives a una energia a on les interferències del mig podrien separar-se usant tècniques d'identificació de partícules. Va publicar l'artícul bàsic en Science mostrant cóm els acceleradors (ciclotrones i llineals) podrien usar-se per a la detecció de triti, radiocarbono (14C) i varis atres isòtops d'interés científic, inclós el 10Be; també va donar conte de la primera data exitosa de l'obtenció experimentalment de radioisòtops en triti (3H).
El seu treball va ser l'inspiració directa per a atres grups que usaven ciclotrones (G. Raisbeck i F. Yiou, en França) i acceleradors llineals en tàndem (D. Nelson, R. Korteling, W. Stott en McMaster). K. Purser i els seus colegues també varen publicar la detecció exitosa de radiocarbono utilisant el seu tàndem en Rochester. Poc despuix, els equips de Berkeley i França varen informar sobre la detecció exitosa de 10Be, un isòtop àmpliament utilisat en geologia. Pronte, la tècnica de l'accelerador, ya que era més sensible per un factor d'aproximadament 1000, pràcticament va suplantar als métodos més antics de "conteo de decaiguda" per a estos i atres radioisòtops.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ (1997) «Abundance sensitivity (in mass spectrometry)», Compendium of Chemical Terminology, 2nd edició, IUPAC. ISBN 0-86542-684-8.
- ↑ (2006).Mass Spectrometry Reviews.25(1)
- 146–157.doi:10.1002/mes.20061.
- ↑ (1980).Annual Review of Nuclear and Particle Science.30
- 437–473.doi:10.1146/annurev.ns.30.120180.002253.
- ↑ (1998).Mass Spectrometry Reviews.17(2)
- 97–125.doi:10.1002/(SICI)1098-2787(1998)17:2<97::AID-MAS2>3.0.CO;2-J.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Espectrometría de masas con acelerador» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.