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中子活化分析怎么成為發(fā)展趨勢?

更新時間:2020-07-13       點擊次數(shù):2646
   


   中子活化分析,活化分析中重要的一種方法,用反應堆、加速器或同位素中子源產(chǎn)生的中子作為轟擊粒子的活化分析方法,是確定物質(zhì)元素成份的定性和定量的分析方法。它具有很高的靈敏度和準確性,對元素周期表中大多數(shù)元素的分析靈敏度可達10-6~10-13g/g,因此在環(huán)境、生物、地學、材料、考古、法學等微量元素分析工作中得到廣泛應用。由于準確度高和精密度好,故常被用作仲裁分析方法。
   歷史可以追溯到1936年,那是一個秋天,風兒那么纏綿,匈牙利化學家赫維西和H.萊維用鐳-鈹中子源 (中子產(chǎn)額約 3×10中子/秒)輻照氧化釔試樣,通過Dy(n,γ)Dy反應(活化反應截面為2700靶(恩), 生成核Dy的半衰期為2.35小時)測定了其中的鏑,定量分析結(jié)果為10克/克,完成了歷**中子活化分析。隨著NaI探測器(1948)和反應堆(1951)的發(fā)展,中子活化分析的元素數(shù)量、靈敏度都有了很大的提高。1960年代,當*高分辨率Ge伽瑪譜儀與計算機相結(jié)合的中子活化分析問世以后,中子活化分析更以其高靈敏度、高準確度、非破壞性、無試劑空白污染和多元素同時分析等優(yōu)點成為元素分析領(lǐng)域的明星。廣泛地應用于地球化學、宇宙科學、環(huán)境科學、考古學、生命醫(yī)學、材料科學和法醫(yī)學等領(lǐng)域。
   目前中子活化分析的發(fā)展主要有兩個方面:一是以反應堆中子源為主的高靈敏、超痕量和高準度多元素分析。主要應用于高新材料的痕量雜質(zhì)對材料的性能影響研究、微分析標準物質(zhì)的定值分析、二維/三維微束多元素分布分析。另一方面則是以同位素中子源為主的工業(yè)現(xiàn)場在線檢測分析。主要用于工業(yè)過程的質(zhì)量監(jiān)測和現(xiàn)場物品成份檢測,比如水泥生產(chǎn)實時配料監(jiān)測、燃煤電廠煤質(zhì)在線檢查、地下礦產(chǎn)資源勘探、隱蔽危險物品快速檢測等等。
    1、從單純的元素分析擴展到化學狀態(tài)的測定:隨著中子活化分析應用領(lǐng)域的擴大,不僅需要測定樣品中元素的含量,而且還要求深入研究元素的分布和狀態(tài)。例如,在環(huán)境科學研究中分析水中痕量元素時,增加超過濾法前處理,將水樣分解成低分子量組分、膠體、假膠體和顆粒物,再用中子活化法分別測定處于不同狀態(tài)的元素含量。
    2、瞬發(fā)分析的應用:常規(guī)中子活化分析無法利用核反應截面高而生成穩(wěn)定核素的核反應,例如113Cd(n,γ)114Cd(反應截面為 2×104靶);而瞬發(fā)γ射線中子活化分析卻能夠克服這一困難。應用瞬發(fā)法可以測定河流沉積物中的硅、硫、銅、鎘和汞等元素,這些都是常規(guī)中子活化分析很難測定的元素。
    3、計算機的廣泛應用:70年代以來,中子活化分析的樣品日趨復雜,例如,環(huán)境科學中的大氣顆粒物,生命科學中的生物組織,地球化學中的隕石,考古學中的陶、瓷器等,都要求同時提供數(shù)百個樣品中的幾十種元素的含量。計算機與自動活化分析裝置配合使用,可以控制照射時間、冷卻時間、計數(shù)時間,控制樣品的輸運、分析操作以及數(shù)據(jù)處理等。
   中子活化分析在水泥生產(chǎn)過程中用來測量物料成分。特別適用于生料配料及預均化堆場。不需取樣,直接測量通過皮帶的大宗物料,即時給出成分結(jié)果,參與自動控制 ,提高產(chǎn)品合格率。又因為應用領(lǐng)域范圍比較廣等優(yōu)點,所以未來一定還可以有更加好的用處。
 
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