[实用新型]一种氢法和锌法两用的14C样品制备系统

说明书

本实用新型涉及一种氢法和锌法两用的¹⁴C样品制备系统，其主要用途为制备¹⁴C样品，为AMS加速器提供原料。取得原始样品以后，本系统可通过氢法和锌法制备¹⁴C样品。该系统以玻璃为主要结构材料，主要分为四个部分：真空动力、样品抽真空、CO₂的纯化和CO₂的还原。主要零部件有反应装置、阀门、冷阱、电阻丝、真空压力计、马弗炉和反应炉等。本制备系统的特点是可同时使用氢法和锌法制备样品、高效使用高真空系统、安全系数高、造价相对便宜、结构紧凑、避免相互污染、提高流水线工作的水平、便于操作。

技术领域

本实用新型涉及¹⁴C样品制备领域，具体涉及一种氢法和锌法两用的¹⁴C样品制备系统。

背景技术

碳是自然界中的重要元素之一，大量参与到自然界中的大气环境、生物环境及地质环境等不同环境之间的相互循环过程中。碳在地球自然界循环中的重要元素，从大气(CO₂，CH₄)环境到江海湖等地面水(CO₃²，HCO₃^-)再到陆界环境(CaCO₃,石墨)；碳在生物环境(有机碳，CH₂O)循环中发挥重要作用(提供能量，参与代谢)。

碳元素共有8种同位素，⁹C、¹⁰C、¹¹C、¹⁵C、¹⁶C是人工核反应的产物，半衰期很短，不存在于自然界中。自然界中存在着碳的3种主要同位素：¹²C、¹³C和¹⁴C，其中共有两个稳定同位素核素¹²C(98.90％)和¹³C(1.10％)，一个长寿放射性核素¹⁴C，其具有放射性，故称放射性碳，¹⁴C是在研究碳元素的最重要的核素。¹⁴C的测量在考古、环境、核安全、地质、海洋及生物医学等学科具有十分重要的意义.而加速器质谱(AMS)是目前测量¹⁴C灵敏度最高的技术。

样品制备为加速器提供原材料，样品的制备是非常关键的组成部分。AMS ¹⁴C测年法灵敏度高,测定用时少,所用到的样品量也较少,要精确地测量样品的年代只需要几毫克石墨，估计的最大测年限约为50000年，较为长远。检验方式的革新,用样量的微量化对制样技术提出一连串新的条件。每个实验室过去应用各种各样含碳化合物或单质碳作靶物质,在加速器质谱法测定¹⁴C年代面世之后的二十多年来,通过挑选,“如今除了英国牛津大学实验室使用CO:气体离子源以外,差不多都应用石墨。”关于石墨技术的研究，尝试使用催化法、高温高压法和裂解法等各类举措。各样的举措也获得功能较好的石墨,可是概而论之,各类手段的比较,催化法高产率、少污染、操控简便、设备简易，普遍的手段应用的产率比较低下、设备对比物价很高而且复杂。

随着科学技术的发展，国内外对于¹⁴C样品制备系统的改进不断的进行，目前主要的制备系统有氢法(氢气作为还原剂与样品发生还原反应转化为石墨样品)和锌法(整个实验过程没有气体参与，同时由于该过程还原剂为固体，所以可以通过压力检测整个过程的反应进度)，两种方法各有优缺点。

实用新型内容

综上所述，为克服现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种氢法和锌法两用的¹⁴C样品制备系统。