第二章 中子活化分析.ppt

第二章 中子活化分析 共振区的截面σ包括两个部分：布赖特-维格纳（B-W）共振截面σR(v）和1/v截面曲线σ 1/v(v)的尾部,即 热区和中能区统称为慢区。用慢区中子做中子活化分析时，每个样品原子通过 (n,γ)反应生成为放射性核的产生率为 式中积分上限vCd为对应于ECd时的中子速度，第一个积分项镉下中子对活化的贡献，第二项是镉上中子的贡献。 第二章 中子活化分析 根据式(1.21)---(1.23）式(1.24)可写成 式中I0为共振积分截面，f 为镉下热中子通量密度与超热中子密度之比,Q 0为共振积分截面与热中子截面之比。 于是可以写出慢中子活化分析中放射性核素发射的γ射线强度表达式 第二章 中子活化分析 （3）快区 反应堆中快区中子的能谱为裂变谱。这能区的中子通量密度弱，只占总通量密度的百分之几。辐照时，快中子通过(n,p)、(n,α)、(n,2n)、(n,γ)反应活化样品。 快中子的(n, γ)反应截面很小，（n,p)、(n,α)等反应时阈能反应，反应截面比热中子活化截面小的多，所以反应堆中快中子对活化的贡献较小。 第二章 中子活化分析 σ0称为平均截面，式中积分为等效裂变中子通量密度，通常归一化为1中子/sm2.s 。 用快中子做活化分析时，每个样品原子通过核反应生成放射性核的产生率为 第二章 中子活化分析 2.加速器中子的能量、通量和反应截面 加速器上带电粒子核反应产生的中子是快中子，在一定的中 子发射方向可以获得单能的中子，中子的通量密度比反应堆 中热中子通量密度弱的多。加速器中子的活化分析中以14MeV 快中子的活化分析最为重要。辐照时，样品原子的放射性产 生率就用（1.1）式表示，即 此时，式中的σ为14MeV中子的反应截面，Φ为14MeV中子的通量密度。 第二章 中子活化分析 绝对测量法：要求活化时的中子通量分布、截面、探测效率、放射性核有关参数都为已知，然后再按公式计算元素浓度。 相对测量法：将分析样品与已知浓度的标准样品作比较测量，从而求得元素的浓度。 做中子活化分析时，为求得样品中元素的浓度，需确定测量的标准方法，即采用绝对测量法还是相对测量法。 三、中子活化分析的标准化方法 * * * 第二章 中子活化分析 核技术 第二章 2008 Neutron Activation Analisis (NAA) 第二章 中子活化分析 活化分析是一种有效核分析技术。从上世纪三十年代建立活化分析以来，至今已有七十余年的历史了。 序 言 初期，活化分析只是作为原子能技术发展进程中的一种副产物。而今天已成为超痕量、痕量、半微量甚至常量分析中的一种重要手段。 中子活化分析：利用中子辐照使样品发生核反应，生成放射性核素，通过测定放射性分析样品中元素的成分和含量。 反应堆和加速器技术、γ射线探测技术、计算机技术的发展 活化分析技术迅速发展 第二章 中子活化分析 活化分析法由于具有灵敏度高、准确度好、适应性广、特效性、可分析多元素、非破坏性、无试剂空白以及自动化等优点，而广泛应用于工业、农业、医学、国防和科学技术的各个领域之中。 有人说，上到天体、下到地理；大至宇宙、小到细胞；远溯至上古时代、近到现代各种尖端技术，都是活化分析的用武之地。从实际情况看，并未言过其实。 第二章 中子活化分析 我国早在上世纪的五十年代末就开展了活化分析工作。在五十多年中，我国的活化分析工作者利用堆中子活化、加速器活化等手段为我国的原子能、环境科学、生物医学、材料科学、地球化学等学科做出了一定的贡献，并且在这方面打下了一定的基础。 第二章 中子活化分析 活化分析常用于下列场合的分析，在这些场合中待测元素的浓度很低，实际上不可能以高纯度的可测形式进行化学分离。样品用反应器中的热中子照射，随后就可对活化同位素进行计数。此法既可用于定性分析，也可用于定量分析。因为通过鉴定半衰期和能量就可检测所含的特定同位素。 第二章 中子活化分析 活化分析已被用于测定海水的含砷量（2毫克/升），半导体和生物中的含砷量； 分析陨石中的含金、镓、钯和铼的含量（0.1ppm～0.01ppm）； 测定高纯物质中的杂质； 测定锆中的含铪量，稀土混合物中的稀土元素（用普通化学方法很困难）和生物中的痕量元素（比如，关节炎组织中的金）。 第二章 中子活化分析 经中子活化后矿泉水 γ谱 图中元素符号上侧数字是以eV为单位的γ能量值，由此可算出微量元素成分和含量。 第二章 中子活化分析 大约三分之二的元素只要有一微克或更少一点就可以进行测定。有几种元素低于10-4微克的量也可以进行测定。 中子活化分析不仅是作为一种常规的元素定量分析方法，已广泛应用于生物医学、环