中子活化分析的名词解释

【中子活化分析名词解释如下】

中子活化分析名词解释：


（neutronactivationanalysis）通过鉴别和测量试样因中子辐照感生的放射性核素的特征辐射，来进行元素和核素分析的活化分析方法。英文缩写为NAA。

简史1936年匈牙利化学家G.C.de赫维西和H.莱维用镭-铍中子源（中子产额约3×10⁶中子/秒）辐照氧化钇试样，通过¹⁶⁴Dy（n，γ）¹⁶⁵Dy反应（活化反应截面为2700靶（恩），生成核¹⁶⁵Dy的半衰期为2.35小时）测定了其中的镝，定量分析结果为10^-3克/克，完成了历史上首次中子活化分析。

原理中子是电中性的，所以当用中子辐照试样时，中子与靶核之间不存在库仑斥力，一般通过核力与核发生相互作用。核力是一种短程力，作用距离为10^-13厘米，表现为极强的吸引力。中子接近靶核至10^-13厘米时，由于核力作用，被靶核俘获，形成复合核。复合核一般处于激发态（用*表示），寿命为10^-12～10^-16秒，它通过各种方式退激发，可用下式表示：



中子与靶核碰撞时，有三种作用方式：①弹性散射，靶核与中子的动能之和在散射作用前后不变，这种作用方式无法应用于活化分析；②非弹性散射，若靶核与中子的动能之和在作用前后不等，则该能量差导致复合核的激发，引起非弹性散射，此时生成核为靶核的同质异能素，一些同质异能素的特征辐射可通过探测器测定，这种作用方式可用于活化分析；③核反应，若靶核俘获中子形成复合核后放出光子，则被称为中子俘获反应，即（n，γ）反应，这就是中子活化分析利用的主要反应，此外（n，2n）、（n，p）、（n，a）和（n，f）等反应也可用于中子活化分析。

中子辐照试样所产生的放射性活度取决于下列因素：①试样中该元素含量的多少，严格地讲，是产生核反应元素的某一同位素含量的多少；②辐照中子的注量；③待测元素或其某一同位素对中子的活化截面；④辐照时间等。（见活化分析）

分类根据辐照中子的能量，可分为三类（表1）。

分析灵敏度中子活化分析的元素分析范围宽，灵敏度高（表2）。

应用中子活化分析是一种具有广泛应用价值的方法。50年代，它在解决当时核工业和半导体工业超纯材料的分析问题中，发挥了重要作用；70年代以来，更大规模地用于生物学、医学、环境科学、材料科学、地球化学、宇宙化学和考古学等领域。

发展趋势①从单纯的元素分析扩展到化学状态的测定：随着中子活化分析应用领域的扩大，不仅需要测定

表1中子活化分析分类


分 类 中子名称 中子能量(eV) 核反应 示 例 中子源 热中子活化分析 热中子 ～0.025 (n,γ) ¹⁶⁴Dy(n，γ)¹⁶⁵Dy 反应堆、加速器、同位素中子源 超热中子活化分析 超热中子(共振中子)0.4(1～1000) (n,γ) ¹²⁷I(n，γ)¹²⁸I 反应堆(包镉或硼辐照) 快中子活化分析 (0.5～10)×10⁶ (n,p) ²⁸Si(n，p)²⁸Al 14×10⁶ (n,α) ⁵⁵Mn(n，α)⁵²V (包括14MeV中子 快中子(高能中子) 反应堆、加速器、同位素中子源 (n,2n) ⁶⁴Zn(n，2n)⁶³Zn 活化分化) (n,nα) ⁷¹Ga(n，nα)⁶⁷Cu

表2 一些痕量元素中子活化分析法的灵敏度 元素 灵敏度 元素 灵敏度 元素 灵敏度 元素 灵敏度 (10^-9g) (10^-9g) (10^-9g) (10^-9g) 钠 0.l～1 砷 0.1～1 碲 10～100 镱 0.1～l 镁 10 ～100 硒 10 ～100 碘 0.1～1 镥 0.1～1 铝 0.1～1 溴 0.1～l 铯 1～10 铪 0.01～0.1 钾 10₃～10₄ 铷 10 ～100 钡 0.l～1 钽 l～10 钙 10 ～100 锶 1 ～10 镧 0.01～0.1 钨 0.1～1 钪 1 ～10 锆 10 ～100 铈 1～10 铼 0.01～0.1 钛 10 ～100 铌 l ～10 镨 0.l～1 锇 l～10 钒 0.O1～0.1 钼 1 ～10 钕 1～10 铱 0.01～1.0 铬 10 ～100 钌 1 ～10 钐 0.01～0.1 铂 l～10 锰 0.001～0.01 铑 0.01～0.1 铕 10^-4～10^-3 金 0.001～0.01 钴 0.1～1 钯 0.1～1 钆 1～10 汞 0.1～1 镍 10 ～100 银 0.1～1 铽 l～10 铊 10～100 铜 0.1～l 镉 1 ～10 镝 10^-4～10^-3 铅 100～1000 锌 10 ～100 铟 0.001～0.01 钬 0.01～0.l 铋 10～100 镓 0.1～10 锡 10 ～100 铒 0.1～1 钍 1～10 锗 1 ～10 锑 0.1～1 铥 l～10 铀 0.l～1
样品中元素的含量，而且还要求深入研究元素的分布和状态。例如，在环境科学研究中分析水中痕量元素时，增加超过滤法前处理，将水样分解成低分子量组分、胶体、假胶体和颗粒物，再用中子活化法分别测定处于不同状态的元素含量。②瞬发分析的应用：常规中子活化分析无法利用核反应截面高而生成稳定核素的核反应，例如¹¹³Cd（n，γ）¹¹⁴Cd（反应截面为2×10⁴靶）；而瞬发γ射线中子活化分析却能够克服这一困难。应用瞬发法可以测定河流沉积物中的硅、硫、铜、镉和汞等元素，这些都是常规中子活化分析很难测定的元素。③计算机的广泛应用：70年代以来，中子活化分析的样品日趋复杂，例如，环境科学中的大气颗粒物，生命科学中的生物组织，地球化学中的陨石，考古学中的陶、瓷器等，都要求同时提供数百个样品中的几十种元素的含量。计算机与自动活化分析装置配合使用，可以控制照射时间、冷却时间、计数时间，控制样品的输运、分析操作以及数据处理等。