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中子活化分析怎么成为发展趋势?

发布时间:2020-07-13   点击次数:288次
   


   中子活化分析,活化分析中最重要的一种方法,用反应堆、加速器或同位素中子源产生的中子作为轰击粒子的活化分析方法,是确定物质元素成份的定性和定量的分析方法。它具有很高的灵敏度和准确性,对元素周期表中大多数元素的分析灵敏度可达10-6~10-13g/g,因此在环境、生物、地学、材料、考古、法学等微量元素分析工作中得到广泛应用。由于准确度高和精密度好,故常被用作仲裁分析方法。
   历史可以追溯到1936年,那是一个秋天,风儿那么缠绵,匈牙利化学家赫维西和H.莱维用镭-铍中子源 (中子产额约 3×10中子/秒)辐照氧化钇试样,通过Dy(n,γ)Dy反应(活化反应截面为2700靶(恩), 生成核Dy的半衰期为2.35小时)测定了其中的镝,定量分析结果为10克/克,完成了历史上首次中子活化分析。随着NaI探测器(1948)和反应堆(1951)的发展,中子活化分析的元素数量、灵敏度都有了很大的提高。1960年代,当首台高分辨率Ge伽玛谱仪与计算机相结合的中子活化分析问世以后,中子活化分析更以其高灵敏度、高准确度、非破坏性、无试剂空白污染和多元素同时分析等优点成为元素分析领域的明星。广泛地应用于地球化学、宇宙科学、环境科学、考古学、生命医学、材料科学和法医学等领域。
   目前中子活化分析的发展主要有两个方面:一是以反应堆中子源为主的高灵敏、超痕量和高准度多元素分析。主要应用于高新材料的痕量杂质对材料的性能影响研究、微分析标准物质的定值分析、二维/三维微束多元素分布分析。另一方面则是以同位素中子源为主的工业现场在线检测分析。主要用于工业过程的质量监测和现场物品成份检测,比如水泥生产实时配料监测、燃煤电厂煤质在线检查、地下矿产资源勘探、隐蔽危险物品快速检测等等。
    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。
   中子活化分析在水泥生产过程中用来测量物料成分。特别适用于生料配料及预均化堆场。不需取样,直接测量通过皮带的大宗物料,即时给出成分结果,参与自动控制 ,提高产品合格率。又因为应用领域范围比较广等优点,所以未来一定还可以有更加好的用处。
 

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