,活化分析中重要的一種方法,用反應(yīng)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(zhǔn)確性,對(duì)元素周期表中大多數(shù)元素的分析靈敏度可達(dá)10-6~10-13g/g,因此在環(huán)境、生物、地學(xué)、材料、考古、法學(xué)等微量元素分析工作中得到廣泛應(yīng)用。由于準(zhǔn)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(gè)秋天,風(fēng)兒那么纏綿,匈牙利化學(xué)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(yīng)(活化反應(yīng)截面為2700靶(恩), 生成核Dy的半衰期為2.35小時(shí))測(cè)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(cè)器(1948)和反應(yīng)堆(1951)的發(fā)展,中子活化分析的元素?cái)?shù)量、靈敏度都有了很大的提高。1960年代,當(dāng)*高分辨率Ge伽瑪譜儀與計(jì)算機(jī)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(zhǔn)確度、非破壞性、無試劑空白污染和多元素同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)成為元素分析領(lǐng)域的明星。廣泛地應(yīng)用于地球化學(xué)、宇宙科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、生命醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)和法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
目前中子活化分析的發(fā)展主要有兩個(gè)方面:一是以反應(yīng)堆中子源為主的高靈敏、超痕量和高準(zhǔn)度多元素分析。主要應(yīng)用于高新材料的痕量雜質(zhì)對(duì)材料的性能影響研究、微分析標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)在線檢測(cè)分析。主要用于工業(yè)過程的質(zhì)量監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)物品成份檢測(cè),比如水泥生產(chǎn)實(shí)時(shí)配料監(jiān)測(cè)、燃煤電廠煤質(zhì)在線檢查、地下礦產(chǎn)資源勘探、隱蔽危險(xiǎn)物品快速檢測(cè)等等。
1、從單純的元素分析擴(kuò)展到化學(xué)狀態(tài)的測(cè)定:隨著中子活化分析應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,不僅需要測(cè)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(xué)研究中分析水中痕量元素時(shí),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(cè)定處于不同狀態(tài)的元素含量。
2、瞬發(fā)分析的應(yīng)用:常規(guī)中子活化分析無法利用核反應(yīng)截面高而生成穩(wěn)定核素的核反應(yīng),例如113Cd(n,γ)114Cd(反應(yīng)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(yīng)用瞬發(fā)法可以測(cè)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(cè)定的元素。
3、計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用:70年代以來,中子活化分析的樣品日趨復(fù)雜,例如,環(huán)境科學(xué)中的大氣顆粒物,生命科學(xué)中的生物組織,地球化學(xué)中的隕石,考古學(xué)中的陶、瓷器等,都要求同時(shí)提供數(shù)百個(gè)樣品中的幾十種元素的含量。計(jì)算機(jī)與自動(dòng)活化分析裝置配合使用,可以控制照射時(shí)間、冷卻時(shí)間、計(jì)數(shù)時(shí)間,控制樣品的輸運(yùn)、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(cè)量物料成分。特別適用于生料配料及預(yù)均化堆場(chǎng)。不需取樣,直接測(cè)量通過皮帶的大宗物料,即時(shí)給出成分結(jié)果,參與自動(dòng)控制 ,提高產(chǎn)品合格率。又因?yàn)閼?yīng)用領(lǐng)域范圍比較廣等優(yōu)點(diǎn),所以未來一定還可以有更加好的用處。