Spektrometer massa akselerator adalah perangkat laboratorium yang menggunakan kombinasi magnet dan tegangan tinggi untuk mengukur unsur radioaktif. Meskipun pertama kali ditunjukkan pada tahun 1930-an, penggunaan akselerator yang dikombinasikan dengan spektrometri massa tidak menjadi hal yang biasa sampai tahun 1970-an. Spektrometri massa adalah pengukuran molekul atau massa atom dengan memisahkan atom yang berbeda berdasarkan berat atau massanya menggunakan medan magnet.
Arkeologi, studi tentang peradaban kuno, telah menggunakan keberadaan bahan radioaktif, terutama karbon, sejak awal abad ke-20. Seorang ilmuwan dapat mengambil sampel dari situs arkeologi, mengukur jumlah karbon-14 radioaktif yang ada dalam sampel, dan memperkirakan usia sampel atau artefak. Sebelum penggunaan spektrometer massa akselerator, pengukuran karbon-14 memakan waktu lama dan membutuhkan bahan dalam jumlah besar. Ilmu menggunakan karbon radioaktif untuk menentukan usia artefak kuno dikenal sebagai “penanggalan karbon.”
Ada beberapa bagian yang berbeda dalam spektrometer massa akselerator, tetapi peralatan utamanya adalah pemisah magnetik dan akselerator tandem. Bagian pertama unit menggunakan pemisah magnetik berdaya rendah untuk menghilangkan partikel atau molekul yang tidak diinginkan dari aliran sampel. Kemudian sampel memasuki akselerator tandem, yang pertama mempercepat partikel dengan menarik partikel bermuatan negatif dengan muatan listrik positif berenergi tinggi, melebihi jutaan volt.
Partikel yang dipercepat kemudian melewati stripper elektron, yang merupakan lapisan karbon yang sangat tipis atau gas tertentu. Elektron dikeluarkan dari partikel, menghasilkan ion bermuatan positif. Ion-ion sekarang dipercepat lagi, karena mereka ditolak oleh muatan positif yang tinggi dari akselerator. Inilah sebabnya mengapa bagian perangkat ini disebut akselerator tandem, karena mempengaruhi ion dua kali menggunakan efek tarik dan tolak karena muatan listrik.
Setelah ion berkecepatan tinggi meninggalkan bagian tandem, sisa spektrometer massa akselerator adalah magnet tambahan yang dapat mengarahkan aliran sampel ke detektor yang menghitung jumlah partikel yang mencapainya. Setiap bagian spektrometer terhubung ke komputer yang dapat mengatur kekuatan listrik dan magnet untuk mengontrol aliran produk. Detektor sangat sensitif, dan dapat merasakan satu ion radioaktif dalam jutaan non-radioaktif.
Seiring dengan penggunaannya dalam arkeologi dan geologi, spektrometer massa akselerator dapat digunakan dalam pengujian diagnostik medis. Unsur radioaktif, yang disebut pelacak, dapat disuntikkan ke pasien atau dimasukkan dalam jumlah kecil ke dalam obat yang diminum pasien. Saat tubuh menyerap obat, elemen pelacak dapat dilihat menggunakan sampel yang dimasukkan ke dalam spektrometer massa akselerator. Kemampuan spektrometer untuk melihat unsur radioaktif dalam jumlah yang sangat kecil menjadikan teknik ini berharga, karena pasien melihat tingkat radioaktivitas yang sangat rendah yang tidak diyakini menyebabkan masalah kesehatan.