【文章內(nèi)容簡介】 西安 AMS計劃達到的探測指標 A M S 三、 AMS的應用現(xiàn)狀與前景 A M S 1. AMS發(fā)展 A M S ?1937年核物理學家在探測夸克的實驗中偶然發(fā)現(xiàn)用加速器作為質(zhì)譜分析 ?四十年后（廿世紀七十年代末）在回旋加速器和串列加速器上開始 AMS研究 ?現(xiàn)在，全世界近五十臺 AMS中，幾乎全部采用基于串列加速器的 AMS ?最初，在原來用作核物理研究的串列加速器上部分時間作 AMS研究 ?后來，對這類串列加速器進行改造，專門用作 AMS應用 ?同時，出現(xiàn)了商品化的 3MV和 5MV的 AMS設備（ NEC和 HVEE） ?現(xiàn)在， AMS向小型化發(fā)展，出現(xiàn)了 Compact AMS A M S 2. AMS的兩大特點 A M S AMS的最大特點－－超高靈敏度 AMS探測的豐度靈敏度在 1012～ 1015范圍 相當于探測極限達到 1018～ 1021摩爾 即能在千萬億個原子中把含量只有一個的放射性核素原子探測到。 A M S AMS的最大優(yōu)點－－超微量分析 （～ 1mg） 超高靈敏度帶來 AMS第二特點 ?降低取樣、制樣費用 ?防止樣品中年代混雜，提高分析精確度 ?能分析只含有微量的樣品（如幾粒稻谷） ?生物醫(yī)學的人體基礎研究和臨床應用 ?考古和文物的近無損分析－－保護工藝學 A M S 3. AMS應用范圍 A M S 傳統(tǒng)應用： 考古、天文和地球諸學科 前景應用： 生命科學、環(huán)境科學、材料科學 預計 21世紀將主要應用于生命科學 ?地球科學：地球和行星科學 ?考古學：保護工藝學 ?環(huán)境污染和治理研究 ?工業(yè)應用： ?微電子工業(yè)：研究材料性質(zhì)、提高產(chǎn)品質(zhì)量 ?汽車和重型機械工業(yè)：燃料燃燒過程研究、潤滑油和表面磨損探測 ?醫(yī)藥工業(yè)：新藥效果的檢驗、最佳用藥劑量研究 ?劑量測量和武器控制（反擴散） ?生物醫(yī)學應用：超靈敏度和微量樣品 AMS在考古學中的應用 都靈教堂耶穌裹尸布年份測定 都靈教堂供奉的神物 耶穌的面龐 衰變法測年要破壞裹尸布。（保護工藝學） 1988年，羅馬教廷同意對裹尸布進行放射性碳年份測試。 Oxford、Zurich和 Arizona三個著名的 AMS實驗室測定它出自中世紀，在1260至 1390年之間，而非曾經(jīng)包括過耶穌身體的裹尸布。 A M S 朝代 王 年代 (公元前 ) 夏 禹 2070— 1600 啟 太康 仲康 相 少康 予 槐 芒 泄 不降 扃 廑 孔甲 皋 發(fā) 癸 朝代 王 年代 (公元前 ) 商前期 湯 1600— 1300 太丁 外丙 中壬 太甲 沃丁 太庚 小甲 雍己 太戊 中丁 外壬 河 (顫 字去掉 頁 )甲 祖乙 祖辛 沃甲 祖丁 南庚 陽甲 盤庚 (遷殷前 ) 夏商周斷代工程 AMS在考古學中的應用 A M S 夏商周斷代工程 AMS在考古學中的應用 A M S 朝代 王 年代 (公元前 ) 年數(shù) 商后期 盤庚 (遷殷后 ) 1300— 1251 50 小辛 小乙 武丁 1250— 1192 59 祖庚 1191— 1148 44 祖甲 廩辛 康丁 武乙 1147— 1113 35 文丁 1112— 1102 11 帝乙 1101— 1076 26 帝辛 (紂 ) 1075— 1046 30 朝代 王 年代 (公元前 ) 年數(shù) 西周 武王 1046— 1043 4 成王 1042— 1021 22 康王 1020— 996 25 昭王 995— 977 19 穆王 976— 922 55(共王當年改元 ) 共王 922— 900 23 懿王 899— 892 8 孝王 891— 886 6 夷王 885— 878 8 厲王 877— 841 37(共和當年改元 ) 共和 841— 828 14 宣王 827— 782 46 幽王 781— 771 11 工程為我國公元前 841年以前的歷史，建立起 1200多年的三代年代框架，填補了我國古代紀年中的一段空白，為繼續(xù)探索中華文明起源，揭示五千年文明史起承轉(zhuǎn)合的發(fā)展脈絡，打下了基礎。 A M S 秦兵馬俑定年 AMS在考古學中的應用 A M S 大氣圈 ： 示蹤氣體的起源，化學特征以及運移 (14C) 生物燃燒煙霧氣的來源，運移特征（ 14C） 宇宙射線成因核素研究（ 10Be,14C,26Al,36Cl,39Ar,81Kr） 冰雪圈 ： 14C研究冰川捕獲 CO2,進行冰河冰芯及極地冰芯研究 古氣候記錄研究（ 10Be， 14C） 爆炸頂點研究（ 36C,41Ca,129I） 宇宙射線強度變化（ 10Be） 就地成因產(chǎn)物研究（ 14C） 巖石圈 ： 暴露侵蝕測定、地貌學研究（ 10Be,14C,26Al,36Cl） 黃土 10Be測定研究古氣候 10Be測定火山作用研究 礦物學研究（應用示蹤元素，例如鉑族元素） AMS在地球科學中的應用 A M S AMS在地球科學中的應用 宇 宙 空 間 ： 應用（ 10Be,14C,26Al,36Cl,129I）研究隕石中宇宙射線 應用 59Ni在月巖中太陽系放射離子研究 隕石研究推斷地球年齡（ 36Cl， 41Ca， 14C） 太陽微中子地球化學探知（ ,205Pb） 超重元素進行外來顆粒研究 生 物 圈 ： 放射性同位素測年在考古學地應用（ 14C） 人體及動物體內(nèi)部元素示蹤研究（ 14C， 26Al,41Ca） 樹木年輪校正同位素年代研究（ 14C） A M S AMS有望開辟的全新地學研究領域 ? 氣候事件、宇宙事件的高分辯率研究 ? 地下水資源的研究 ? 環(huán)境污染控制與防治 ? 青藏高原地貌演化與就地成因的 14C、 10Be研究 ? 碳循環(huán) ? 建立中國“氣候歷”及中華古代文明溯源 ? 南極隕石與生命起源 ? 地球動力學： 10Be示蹤板塊俯沖 A M S 例： 10Be示蹤古地磁場事件 ?地球沉積物中 10Be的濃度來自于大氣中宇宙成因的 10Be ?大氣中的宇宙成因的 10Be的含量與入射宇宙射線的強弱有關 ?地球磁場強弱的變化將影響入射的高能宇宙射線粒子的數(shù)量 因此從 AMS測得的 10Be的濃度可以示蹤地磁場變化事件 ?地球磁場將偏轉(zhuǎn)入射的高能宇宙射線粒子（屏蔽效應） A M S 例：宇宙成因核素 36Cl示蹤史前地震事件 ?36Cl是由宇宙射線與地殼表層中的 39K, 35Cl等反應生成。 ?36Cl的生成率和地表分布已知。 所以 36Cl的濃度可用于計算表面暴露年齡。 M. Zreda等通過美國 Hebgen Lake斷層陡坡上 36Cl暴露年齡的測定，揭示了多次史前地震發(fā)生的時間。 （ Science， 1998） 一個斷層上的 36Cl的暴露年齡就是一次強烈的表面斷層地震引起陡坡表面的暴露年齡。 A M S AMS在生命科學中的應用 我們從兩個方面介紹： 基礎研究優(yōu)勢 臨床應用前景 ?癌癥研究：測定 DNA 加合物 ?藥物動力學研究：新藥和藥物療效的測量 ?高靈敏度放射免疫分析法 ?DNA排序 (DNA Sequencing) ?染色體毒性研究 ?發(fā)展 14C虧損宿主（ Developing 14CDeficient Hosts) ?蛋白質(zhì)化學 ?受體綁定 (Receptor Binding） ?長壽命同位素的新應用 AMS在生命科學的 A M S AMS在生物醫(yī)學基礎性研究中的應用 生物有機體是生物分子的復雜混合物，因此，探測這些分子或它們的濃度的變化對人類了解生物體和處理它的疾病是非常重要的。 生物醫(yī)學的基礎研究就是環(huán)境中極低劑量的有毒化學物質(zhì)對生物分子的影響－－生物效應。這種研究要建立化學劑量與生物效應間的相應關系－－ Doseresponse model。 A M S 傳統(tǒng)衰變法在生物醫(yī)學研究 傳統(tǒng)的衰變計數(shù)法（液閃）的靈敏度太低，它們只能測量標記化合物的一小部分放射性。