第4章带电粒子核反应瞬发汇编.ppt

核分析基础及应用 主要内容 概述 第一节 表面元素总量测定 第二节 元素浓度的深度分布测量 第三节 核反应瞬发分析实验技术 第四节 核反应瞬发分析的应用 概 述 带电粒子核反应分析包括：带电粒子缓发分析（带电粒子活化分析）、带电粒子瞬发分析。 带电粒子核反应瞬发分析法是直接测量核反应过程中伴随发射的辐射确定反应原子核的种类和元素浓度的方法。 伴随发射的辐射：带电粒子、γ射线、中子 概 述 较带电粒子活化分析法具有更多的优越性： 方法简便、分析速度快，可利用不同的核反应道、不同的出射粒子和核反应运动学关系更有利地鉴别元素和消除干扰反应，特别是它能在不破坏样品结构的情况下提供元素深度分布信息。 带电粒子与轻元素的反应Q值大、产额高，只用几个MeV能量的带电粒子就可以进行高灵敏度元索分析。 样品表面层轻元素分析不可缺少的一种分析方法。 第一节 表面元素总量测定 材料表面层元素成分和含量是影响材料表面特性的重要因素。 由于带电粒子在物质中的射程有限，带电粒子核反应瞬发分析能用于表面层元素总量分析。 第一节 表面元素总量测定 能量Ea的带电粒子a与靶原子核A发生的核反应为： 第一节 表面元素总量测定 核反应微分截面是θ和Ea的函数，对不同的核反应道，截面曲线形状不同，其中某些核反应呈现出共振现象，称共振核反应。 共振现象表现为当入射粒子能量取某确定值时，反应的截面迅速增大。 精确控制入射粒子能量，并对出射粒子种类、能量、强度进行鉴别和测量，就可唯一地确定样品中的元素成分和含量。 出射粒子：质子、α粒子等带电粒子，或者γ射线，少数情况也可测瞬发的中子。 第一节 表面元素总量测定 一、非共振核反应测定表面元素总量 非共振核反应的截面随能量的变化比较缓慢，入射粒子能量可选择在截面曲线的平坦区域。 第一节 表面元素总量测定 一、非共振核反应测定表面元素总量 薄样品分析 若入射粒子贯穿样品时的能量损失很小，则称这种样品为薄样品。 由于入射粒子能量几乎不变，故核反应截面可看作常数。这时在某一角度θ方向的核反应出射粒子产额为： 第一节 表面元素总量测定 薄样品分析 防止入射粒子在样品上发生弹性碰撞后的散射粒子对探测器造成计数率过载的方法？ 在探测器前放一适当厚度的吸收箔把散射粒子挡住，只让核反应出射粒子通过； 用磁偏转方法把散射粒子偏转掉。 出射带电粒子能谱为一单峰，峰宽与哪些因素有关？ 入射粒子的能散度(能量分散性)； 有限立体角引起的出射粒子能量的运动学展宽； 探测器的固有能量分辨率； 带电粒子在吸收箔中的能量展宽。 第一节 表面元素总量测定 薄样品分析 有限立体角引起的出射粒子能量的运动学展宽： 第一节 表面元素总量测定 薄样品分析 薄样品中有几种元素或有几个反应道存在时，不同能量的出射粒子有好多群。只要各粒子群之间的能量间隔足够大，能谱的展宽影响不大时，各峰仍能分开。根据记录到的出射粒子数（峰面积计数）及Q、σ、Ω值，由下式求元素含量。 第一节 表面元素总量测定 厚样品分析 若入射带电粒子贯穿样品时的能量损失不能忽略时,则称这种样品为厚样品。对于厚样品分析,必须考虑由于入射粒子在样品中的能量衰减引起的反应截面的变化。这时反应产额为: 第一节 表面元素总量测定 厚样品分析 厚样品分析，出射带电粒子的能谱宽度与哪些因素有关？ 入射束的能散度； 探测器的固有能量分辨率； 出射粒子的运动学展宽； 出射粒子在吸收箔中的能量展宽； 带电粒子在样品中的能量展宽。 第一节 表面元素总量测定 二、共振核反应测定表面元素总量 孤立共振核反应(p,γ)截面,可用布赖特-维格纳公式表示： 第一节 表面元素总量测定 二、共振核反应测定表面元素总量 薄样品分析 第一节 表面元素总量测定 薄样品分析 第一节 表面元素总量测定 厚样品分析 第一节 表面元素总量测定 厚样品分析 第一节 表面元素总量测定 厚样品分析 第一节 表面元素总量测定 厚样品分析 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第二节 元素浓度的深度分布测量 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第三节 实验技术 第四节 应用 第四节 应用 第四节 应用 第四节 应用