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<26>AI是一种重要的宇宙成因核素,半衰期为7.2 ×10<5>年,是由字宙射线与大气中的氩和岩石中的硅相互作用而产生的。它可以广泛地应用于天体物理、生物医学、地质学、核物理学等方面的研究。AMS的优势是它直接测量放射性核素的原子个数并能够排除干扰。因此AMS具有灵敏度高,样品用量少,测量时间短的特点。建立AMS的高灵敏测量<26>AI的方法将会为进一步利用AMS开展<26>AI的应用奠定基础。
本论文工作目标是建立HI-13串列AMS测定<26>AI的高灵敏的测量方法。目前,国际上对<26>Al测量绝大多数是采用从离子源引出AI<->单质离子的方法,虽然可以排除它的同量异位素<26>Mg的干扰,但AI<->的束流低而限制了探测效率和灵敏度。尝试引出AIO<->分子离子的办法,引出AIO<->束流是引出AI<->束流的40倍,明显提高了束流强度。但是从离子源引出AIO<->分子离子时,也会引出MgO<->分子离子,使得有大量的同量异位素<26>Mg对<26>AI的测量产生干扰,因此本工作就是采用两种不同的方法来排除和鉴别<26>Mg的干扰,从而提高测量灵敏度。首先在样品制备过程中加入排除Mg的化学流程。我们建立了离子交换法的化学处理流程,可以使样品中的Mg的含量小于1 ppm,但是这还不能测量的要求。又尝试用同位素稀释的方法排除Mg的干扰,但是效果还是不理想。另一方面,利用二次剥离的方法来排除<26>Mg的干扰。经过二次剥离以后,利用Q3D磁谱仪选择<26>Al<13+>离子,再由硅型位置灵敏探测器接收其能量信号,由于没有<26>Mg<13+>离子存在,可以很好的将<26>Mg排除。实验结果表明,该方法的总效率比引出AI<->时提高6倍,测量灵敏度为1×10<-13>。
下一步的工作是在如何提高束流的基础上,利用Q3D焦面气体电离室对<26>AI进行高灵敏测量。Q3D焦面电离室的优势是可以对粒子进行鉴别,进一步排除本底干扰,估计测量灵敏度可以达到1×10<-15>。