Généralement, des ions négatifs sont créés (les atomes sont ionisés) dans une source d’ions. Dans des cas heureux, cela permet déjà de supprimer une isobare indésirable, qui ne forme pas d’ions négatifs (comme le 14N dans le cas des mesures de 14C). Les ions pré-accélérés sont généralement séparés par un premier spectromètre de masse de type secteur-champ et entrent dans un « accélérateur tandem » électrostatique. Il s’agit d’un grand accélérateur de particules nucléaires basé sur le principe d’un accélérateur tandem van de Graaff fonctionnant de 0,2 à plusieurs millions de volts avec deux étages fonctionnant en tandem pour accélérer les particules. Au point de connexion entre les deux étages, les ions changent de charge, passant de négative à positive, en traversant une fine couche de matière (« stripping », soit du gaz ou une fine feuille de carbone). Les molécules se brisent au cours de cette étape de stripping. La suppression complète des isobares moléculaires (par exemple 13CH- dans le cas des mesures du 14C) est l’une des raisons de la sensibilité exceptionnelle de l’AMS en matière d’abondance. De plus, l’impact enlève plusieurs électrons de l’ion, le transformant en un ion chargé positivement. Dans la seconde moitié de l’accélérateur, l’ion désormais chargé positivement est accéléré en s’éloignant du centre hautement positif de l’accélérateur électrostatique qui avait attiré l’ion négatif. Lorsque les ions quittent l’accélérateur, ils sont chargés positivement et se déplacent à plusieurs pour cent de la vitesse de la lumière. Dans une deuxième étape du spectromètre de masse, les fragments des molécules sont séparés des ions d’intérêt. Ce spectromètre peut être constitué de secteurs magnétiques ou électriques, et de sélecteurs de vitesse, qui utilisent à la fois des champs électriques et des champs magnétiques. Après cette étape, il n’y a plus de fond, à moins qu’il n’existe un isobare (atomique) stable formant des ions négatifs (par exemple 36S si l’on mesure 36Cl), qui n’est pas du tout supprimé par le dispositif décrit jusqu’à présent. Grâce à l’énergie élevée des ions, ceux-ci peuvent être séparés par des méthodes empruntées à la physique nucléaire, comme les feuilles de dégraissage et les aimants remplis de gaz. Les ions individuels sont finalement détectés par comptage d’ions uniques (avec des détecteurs à barrière de surface en silicium, des chambres d’ionisation et/ou des télescopes à temps de vol). Grâce à l’énergie élevée des ions, ces détecteurs peuvent fournir une identification supplémentaire des isobares de fond par détermination de la charge nucléaire.
GénéralisationsEdit
Ce qui précède n’est qu’un exemple. Il existe d’autres façons de réaliser l’AMS ; cependant, elles fonctionnent toutes sur la base de l’amélioration de la sélectivité et de la spécificité de la masse en créant des énergies cinétiques élevées avant la destruction des molécules par stripping, suivie du comptage d’ions uniques.