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中子活化分析原理及应用概述

发布时间:2015-10-22   点击次数:1014次
 一、中子活化分析原理及操作
 
    所谓中子活化分析是利用有一定能量和流强的中子、带电粒子或高能r光子去轰击待分析样品,使样品中核素产生核反应,生成具有放射性的核素,然后则测定放射性核素衰变时放出的瞬发辐射或缓发辐射,对元素作定性定量分析,从而确定样品中的元素含量。
 
    中子活化分析的基本过程:首先寻找zui佳方案,熟悉样品的属性,大致特征,计算zui佳辐射条件和冷却时间。接着,制备样品和标准样品,后者为防止反应堆中子强度变化带来的误差作参照标准。不同形态的样品采取不同的制备方法。固体块直接截取放入容器中,粉末状还应称重,液体要放在聚乙烯容器或石英安瓶内,气体量好体积后放入石英管中。样品制好后放入金属罐内,等待辐射。接着选择zui佳的辐射源,是使用反应堆、加速器还是同位素中子源。然后进行辐射、冷却,辐射源工作的同时探测系统(包括半导体探测器,闪烁计数器等探测器和多道分析器)开始运转,测定核素的半衰期和射线能量、强度,zui后是利用电子计算机进行数据处理。
 
二、中子活化分析的应用
 
     中子活化分析在考古学中主要用来测量陶瓷器、玻璃、银币、铜镜、燧石、骨头化石等样品中的微量元素和痕量元素,进行统计分析,寻找共同性和差异性,从而确定元素成分的演变、产地及矿源等。不同地区的陶瓷土的元素组成差异,特别是微量、痕量元素组成差异大于它们在同一陶土源不同部位的涨落。以我国古瓷研究为例,古代瓷器原料就地取材,其中所含的微量元素种类不多,一般不影响瓷器质量,但在瓷器中长期保存,因而成为各类瓷器的分辨特征。经中子活化分析不仅确定了古瓷中微量元素的古瓷窑窑系,分析了各处古窑的瓷土来源,瓷釉中元素含量的分布说明了原料配方上的差别。更重要的是利用中子活化分析的测量数据建立了各窑系、各瓷类的微量元素特征谱系,瓷类特征谱系因配料不同而形成,其中所含的元素和含量有明显差别,如浙江龙泉窑青瓷釉的宋代和明代特征迥异。外国学者用中子活化分析技术已积累了许多资料。通过对古陶瓷的大量数据积累从中选出地域性特征微量、痕量元素及其含量,用现代陶器、源粘土进行对比,进一步推断古陶瓷的制作年代和烧制地点。我国也用此法进行研究。

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