Kiihdyttimen massaspektrometri on laboratoriolaite, joka käyttää magnetismin ja suurjännitteen yhdistelmää radioaktiivisten elementtien mittaamiseen. Vaikka se esiteltiin ensimmäisen kerran 1930 -luvulla, kiihdyttimien käyttö yhdessä massaspektrometrian kanssa tuli yleiseksi vasta 1970 -luvulla. Massaspektrometria on molekyylin tai atomin massan mittaus erottamalla eri atomit niiden painon tai massan mukaan magneettikentillä.
Arkeologia, muinaisten sivilisaatioiden tutkimus, on käyttänyt radioaktiivisten materiaalien, pääasiassa hiilen, läsnäoloa 20 -luvun alusta lähtien. Tiedemies voisi ottaa näytteen arkeologiselta alueelta, mitata näytteessä olevan radioaktiivisen hiili-14: n määrän ja arvioida näytteen tai esineen iän. Ennen kiihdyttimen massaspektrometrin käyttöä hiili-14: n mittaaminen oli aikaa vievää ja vaati paljon materiaalia. Tiede radioaktiivisen hiilen käyttämisestä muinaisten esineiden iän määrittämiseksi tunnetaan nimellä “hiilen dating”.
Kiihdyttimen massaspektrometrissä on useita eri osia, mutta ensisijainen laite on magneettierotin ja tandemkiihdytin. Yksikön ensimmäinen osa käyttää pienitehoista magneettierotinta ei-toivottujen hiukkasten tai molekyylien poistamiseksi näytevirrasta. Sitten näyte siirtyy tandemkiihdyttimeen, joka kiihdyttää ensin hiukkasia vetämällä negatiivisesti varautuneen hiukkasen suurella energialla positiivisella sähkövarauksella, joka ylittää miljoonia voltteja.
Kiihdytetyt hiukkaset kulkevat sitten elektroninpoistimen läpi, joka on joko hyvin ohut hiilikerros tai tietty kaasu. Elektronit poistetaan hiukkasesta, jolloin tuloksena on positiivisesti varautunut ioni. Ionit kiihtyvät nyt jälleen, koska kiihdyttimen korkea positiivinen varaus hylkää ne. Siksi tätä laitteen osaa kutsutaan tandemikiihdyttimeksi, koska se vaikuttaa ioneihin kahdesti käyttämällä sähkövarauksesta johtuvia vetovoiman ja vastenmielisyyden vaikutuksia.
Kun suurnopeusionit poistuvat tandemiosasta, kiihdyttimen massaspektrometrin loppuosa on lisämagneetteja, jotka voivat ohjata näytevirran ilmaisimeen, joka laskee siihen saapuvien hiukkasten määrän. Jokainen spektrometrin osa on kytketty tietokoneisiin, jotka voivat säätää sähköistä ja magneettista voimakkuutta ohjaamaan tuotevirtaa. Ilmaisimet ovat erittäin herkkiä ja voivat tunnistaa yhden radioaktiivisen ionin monista miljoonista ei-radioaktiivisista.
Sen lisäksi, että sitä käytetään arkeologiassa ja geologiassa, kiihdytin -massaspektrometriä voidaan käyttää lääketieteellisessä diagnostisessa testauksessa. Radioaktiivinen elementti, jota kutsutaan merkkiaineeksi, voidaan pistää potilaaseen tai sisällyttää pieninä määrinä potilaan ottamaan lääkkeeseen. Kun keho imee lääkkeen, merkkiaine voidaan nähdä käyttämällä kiihdyttimen massaspektrometriin syötettyjä näytteitä. Spektrometrin kyky nähdä hyvin pieniä määriä radioaktiivista elementtiä tekee tekniikasta arvokkaan, koska potilas näkee hyvin alhaiset radioaktiivisuustasot, joiden ei uskota aiheuttavan terveysongelmia.