[科普中國(guó)]-放射化分析

原理

一定能量的中子、質(zhì)子、α粒子、γ光子等照射(轟擊)靶核(待分析樣本)時(shí)，可引起核反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程為：入射粒子+靶核→復(fù)合核→剩余核+發(fā)射粒子。其剩余核是一個(gè)新核，可以是穩(wěn)定性同位素，也可以是放射性同位素。當(dāng)用一定能量的特定粒子照射樣本時(shí)，使待分析元素中某一穩(wěn)定性同位素經(jīng)核反應(yīng)產(chǎn)生放射性同位素。這種放射性同位素的放射性活度與待測(cè)元素的量成正比。用能譜儀測(cè)定射線的能量和種類(lèi)并對(duì)被分析元素定性。如果用含有已知量的穩(wěn)定性元素的標(biāo)準(zhǔn)源作比較則定性、定量分析就更方便。

分類(lèi)1. 按照射粒子分類(lèi)則有：①中子放射化分析(熱中子、超熱中子及快中子等活化分析；②帶電粒子放射化分析(質(zhì)子、氘子、α粒子、He粒子、氚粒子、重離子等活化分析；③光子放射化分析(γ光子)。

2. 按工作方法分類(lèi)則有：①放射化學(xué)放射化分析(又稱(chēng)破壞性活化分析)。即要用化學(xué)操作將樣品破壞，經(jīng)過(guò)某些分離純化步驟，再測(cè)量其放射性； ②儀器放射化分析(又稱(chēng)非破壞性活化分析)。在這類(lèi)分析中，樣品受輻射照射后，直接用儀器測(cè)量其放射性，不作任何處理，樣品的物理化學(xué)狀態(tài)在分析前后基本沒(méi)有變化。自從Ge(Li)探測(cè)器出現(xiàn)以后，該法得到了迅速的發(fā)展，它在活化分析中的比重已超過(guò)了放化活化分析。尤其是利用短壽命核素的儀器活化分析，更具有突出的優(yōu)點(diǎn)。

3. 按放射化分析的性質(zhì)分類(lèi)則有：

①絕對(duì)法放射化分析從基本質(zhì)上講，是一種絕對(duì)分析法，只要測(cè)出照射粒子的通量、核反應(yīng)激發(fā)曲線以及生成核的絕對(duì)放射性活度，就不難用活化公式算出待測(cè)元素的含量。然而，在以前幾乎不采用絕對(duì)法，因絕對(duì)法誤差太大。近年來(lái)，隨著核參數(shù)準(zhǔn)確度的提高，絕對(duì)法正在引起人們的重視；②相對(duì)法(比較法)為了克服絕對(duì)法的困難，減小分析誤差，在實(shí)際工作中一般均采用相對(duì)法，即用含有已知量的待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，將其和樣品在相同條件下受照射和測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)和試樣的相對(duì)放射性活度，就很容易求出試樣中待測(cè)元素的含量。

設(shè)備由中子源、樣本輸送裝置和測(cè)量?jī)x器組成。中子源有反應(yīng)堆、加速器、中子發(fā)生器和同位素中子源等。樣本輸送裝置包括壓縮空氣動(dòng)力源，樣本輸送管道，定位、定時(shí)裝置，處理樣本，開(kāi)盒、取樣等裝置。測(cè)量?jī)x器有閃爍探測(cè)器NaI(Ti)或半導(dǎo)體探測(cè)器Ge(Li)的多道γ能譜儀?，F(xiàn)代多道γ能譜儀與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放射化分析。

特點(diǎn)靈敏度高，可分析靈敏度達(dá)10～10克;能分析的元素多，幾乎是周期表中所有元素;一次分析能測(cè)定元素可達(dá)幾種到幾十種;實(shí)現(xiàn)非破壞性分析;可消除分析過(guò)程中試劑的污染;可鑒定一種元素的不同同位素;做到快速、自動(dòng)分析。在活化示蹤中應(yīng)用活化分析技術(shù)，用可活化的穩(wěn)定性元素進(jìn)行示蹤，在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)遭到放射性危害。但不能分析化合物的結(jié)構(gòu);放射性衰變有統(tǒng)計(jì)誤差。所需設(shè)備復(fù)雜、昂貴，限制了普及應(yīng)用。1