俗话说一招鲜吃遍天。在AMS诞生之初，虽然在测量上有很大优势，但因为种种限制（下边有介绍），发展缓慢。可是随着时间推移，它在当今武林已渐有壮大之势。这要归功于它在测量长寿命放射性核素时的“三板斧”——快、准、痕^[1]。针对这三样看家本领，我们逐一进行揭秘。

　　一快，何谓快？同样是测量¹⁴C，液闪β谱仪的原理有点像守株待兔的农民，等着兔子（¹⁴C衰变产生的电子）来撞，要想达到想要的结果就需要十几个小时的时间，而AMS就像那个数星星的孩子，直接数¹⁴C的数目，这样达到液闪测量时同样的效果30分钟就足够了，此谓之快；

　　二准，何谓准？这就像掷飞镖，不但要求正中靶心，而且要求百发百中，这样才是一个高手。这对于一个测量仪器想要称霸江湖异常重要，特别是在“年代学”上的测量，精确度不够，可能一个朝代就过去了。现在对于¹⁴C的测量精度追求都在3‰以内，这使得测年误差在几十年，好的甚至在十几年，试想在几万年里边误差仅为几十年，不可谓不准；

　　三谓痕，见字识意，“痕”指的是用量少。这对于考古的珍贵样品是十分重要的一件看家本领。试想一下，一副名贵的字画，要想测定年龄，当然是样品用量越少越好。AMS在测量样品时只需几毫克甚至几十微克的石墨碳即可。

　　有了这些法门，追随者自然越来越多。但AMS的发展历程却经历了一波三折。关于AMS，最早的历史可以追溯到1939年，那时Alvarez和Cornog利用一台回旋加速器进行³He的测量，随后没有了任何消息^[2]。直到1977年，Muller提出用串列粒子加速器可以对¹⁴C和¹⁰Be进行简单高效地测量。此言一出，在江湖上立马引起了骚动，因为虽然Libby提出的利用¹⁴C定年原理已获诺奖，但当时使用的测量方法却非常繁琐。麦克马斯特大学和罗契斯特大学立刻开始行动，各自利用加速器对自然界的样品进行¹⁴C的测量。

　　在1978年召开的第一次AMS武林大会上，KennethPurser提出要建立专门的AMS实验室。由通用离子公司生产两台的专用AMS最早的被安装在了亚历桑那大学和多伦多大学，随后牛津大学，古名屋大学等也购置了该仪器。各门派拥有大型加速器的核物理实验室也都给自己的仪器装上了AMS管道，测量的核素也从¹⁴C扩展到¹⁰Be，²⁶Al，³²Si，³⁶Cl，³⁹Ar，⁴¹Ca，⁵⁹Ni，⁸¹Kr，¹²⁹I，²³⁶U和²³⁹U等。虽然此时的加速器虽然能量高、测量范围广，但因为个头大，传输效率低所以在测量过程中精确度和稳定性难免就差一些。而且各仪器的主要用途也不在于此，能用于AMS研究的时间也不多。为此，各门派都想购置专门的仪器。

　　到了90年代，随着世界海洋洋流循环实验的开展，对¹⁴C的测量精度也越来越高，而第一代的仪器精度难以达到要求。1991年，伍兹霍尔海洋实验室安装了第一台3MV加速器质谱，经过3年的操作，精度达到了5‰，这样喜人的成绩又引发了新一轮的模仿浪潮，一连数十家都从HVEE订购仪器，一看市场如此火爆，本来关注点在5MV的串列加速器上的美国的NEC公司也上马投入到3MV的仪器的生产。为什么3MV的仪器市场如此火爆？这是因为测量¹⁴C时有个黄金法则：+3价及以上的分子本底没有稳定态的电子结构。而3MV满足了测量¹⁴C这一要求的同时，又能对¹⁰Be，²⁶Al，¹²⁹I等核素进行测量。

　　时间很快到了20世纪末，ETH利用端电压为1MV和0.5MV的加速器进行实验时发现，通过改进剥离膜，利用小仪器测量¹⁴C时对分子本底的抑制达到10¹¹个量级。所以AMS端电压不能低于3MV、电荷态的选择不能低于+3价的魔咒也随之打破了。1998年，第一台利用+1件测量¹⁴C的仪器诞生，研究者发现它的性能不比大仪器选择+3或+4价时的测量效果差，这也正式拉开了AMS小型化的序幕。ETH大学联合美国NEC公司开发的紧凑型AMS又掀起一股浪潮。乔治亚州大学、雅典大学、波兰大学等纷纷引进。

　　在过去数十年的时间里，ETH大学AMS小组一直探索仪器的极限。皇天不负有心人，经过数十年的苦心钻研，MICADAS、μCADAS、myCADAS等一系列专门用于测量¹⁴C的小型化AMS装置应运而生。第三家专门生产AMS的公司ionplus也随之诞生。最初需要用十几兆伏端电压的加速器才能干的事（像测量¹²⁹I、²³⁶U等）现在用0.35MV的AMS就能解决。杀鸡不需要用牛刀了，这就给测量带来了很大的灵活性，也使得仪器更容易推广。那么测¹⁴C的仪器的极限在哪？0.5MV？0.2MV？还是50KeV？物理学家探索的脚步一直在路上。未来的江湖又属于谁呢？让我们拭目以待。

　　经过40多年的发展，AMS从一个蹒跚学步的婴儿，逐渐成长为独当一面的侠客，在探索未知领域的道路上已经能独当一面。特别值得一提的是，中国的AMS仪器数量由原来的4台，在近两年一下增订十多台，同时中国第一家生产AMS的公司也已起步，尽管国内AMS发展速度慢了些，但未来可期。

参考文献