加速器質譜學(簡稱AMS)是20世紀70年代末在國際上興起的一項現代核分析技術,主要用於測量長壽命放射性核素的同位素豐度比,從而推斷樣品的年齡或進行示蹤研究。
加速器質譜14C測定法與常規14C測定法相比,其主要優勢在於所需樣品量少和測量工作效率高,而測量的靈敏度與精度則可達到3‰—5‰。AMS法需要的標本量不到常規法使用樣品量的千分之一,幾毫克的碳樣標本利用加速器質譜測量,一般僅需數十分鍾即可測定,而常規14C測年法,則要48小時或更長的時間。在時間緊、樣品多的情況下,加速器質譜法就自然發揮出它獨特的優勢和作用。
用加速器質譜法進行14C測年可以達到相當高的測量靈敏度,若用行內的理論來講,常規法14C測年的上限約為5萬年,相應的14C/12C測量靈敏度為2.3×10-15。目前國際上先進AMS實驗室14C測年的上限可超過6萬年,相應的14C/12C測量靈敏度好於6.7×10-16。這個數據,如果用小米做個通俗的比喻,就是要在多於1500萬億粒相同的小米中,用AMS找出一粒稍重一點的小米來。這1500萬億粒小米放在一起有多大一堆呢?大約有500萬立方米。北京故宮博物院的麵積是72萬平方米,把這些小米鋪滿故宮博物院的話,還要堆到7米高!夏商周斷代工程樣品的年齡不超過4000年,其14C/12C的值大約是上述靈敏度的1000倍,但該值的測量精度要好於5‰。就是說,要在1500萬億粒小米中,把這1000粒稍重一點的小米的粒數揀出來並數清楚,漏掉和數錯的粒數不能超過5粒。而且正由於加速器質譜計使用樣品量小,對於珍貴的國寶級文物如甲骨以及遺址中出土的炭屑、骨片、殘存的少量有機物,甚至於陶器、銅器上的煙炱等,都可以采樣用來測定年代,而常規法在這樣的情況下則顯得無能為力。