Generalmente, vengono creati ioni negativi (gli atomi vengono ionizzati) in una sorgente ionica. In casi fortunati, questo permette già la soppressione di un’isobara indesiderata, che non forma ioni negativi (come il 14N nel caso di misure di 14C). Gli ioni pre-accelerati vengono solitamente separati da un primo spettrometro di massa di tipo sector-field ed entrano in un “acceleratore tandem” elettrostatico. Questo è un grande acceleratore di particelle nucleari basato sul principio di un acceleratore Tandem van de Graaff che opera da 0,2 a molti milioni di volt con due stadi che operano in tandem per accelerare le particelle. Nel punto di collegamento tra i due stadi, gli ioni cambiano carica da negativa a positiva passando attraverso un sottile strato di materia (“stripping”, sia gas che un sottile foglio di carbonio). Le molecole si romperanno in questo stadio di stripping. La soppressione completa delle isobare molecolari (per esempio 13CH- nel caso delle misure di 14C) è una delle ragioni dell’eccezionale sensibilità di abbondanza di AMS. Inoltre, l’impatto elimina molti degli elettroni dello ione, convertendolo in uno ione con carica positiva. Nella seconda metà dell’acceleratore, lo ione ora caricato positivamente viene accelerato lontano dal centro altamente positivo dell’acceleratore elettrostatico che ha precedentemente attratto lo ione negativo. Quando gli ioni lasciano l’acceleratore, sono caricati positivamente e si muovono a diversi punti percentuali della velocità della luce. In un secondo stadio dello spettrometro di massa, i frammenti delle molecole sono separati dagli ioni di interesse. Questo spettrometro può essere composto da settori magnetici o elettrici, e dai cosiddetti selettori di velocità, che utilizzano sia campi elettrici che magnetici. Dopo questa fase, non rimane alcun fondo, a meno che non esista un’isobara stabile (atomica) che forma ioni negativi (ad esempio 36S se si misura 36Cl), che non viene affatto soppressa dal setup descritto finora. Grazie all’alta energia degli ioni, questi possono essere separati con metodi presi in prestito dalla fisica nucleare, come fogli degradanti e magneti pieni di gas. I singoli ioni sono infine rilevati dal conteggio dei singoli ioni (con rivelatori a barriera superficiale di silicio, camere di ionizzazione, e/o telescopi a tempo di volo). Grazie all’alta energia degli ioni, questi rivelatori possono fornire un’ulteriore identificazione delle isobare di fondo attraverso la determinazione della carica nucleare.
GeneralizzazioniModifica
Questo è solo un esempio. Ci sono altri modi in cui si ottiene l’AMS; tuttavia, funzionano tutti basati sul miglioramento della selettività e della specificità di massa creando alte energie cinetiche prima della distruzione della molecola per stripping, seguita dal conteggio dei singoli ioni.