放射化分析

放射化分析

放射化分析又稱活化分析。放射化學分析法的一種。用以鑑定和測量材料中所含化學元素。試樣先用中子、帶電粒子或γ射線轟擊,使其發生核反應而轉變成某种放射性同位素。根據此同位素的半衰期以及所發出射線的性質和能量,可以判定該元素是否存在。測量此同位素的放射性的強度,可以計算出該元素的含量。放射化分析法一般比化學分析方法靈敏得多。可用於環境樣品、科學研究、考古、生物學試樣等的分析。但比其他放射分析方法更需要一些特殊設備,因而在套用上受到限制。

基本介紹

  • 中文名:放射化分析
  • 外文名:radioactivation analysis;activation analysis
  • 所用粒子:中子、帶電粒子或γ射線
  • 別稱活化分析
原理,分類,設備,特點,

原理

一定能量的中子、質子、α粒子、γ光子等照射(轟擊)靶核(待分析樣本)時,可引起核反應。反應過程為:入射粒子+靶核→複合核→剩餘核+發射粒子。其剩餘核是一個新核,可以是穩定性同位素,也可以是放射性同位素。當用一定能量的特定粒子照射樣本時,使待分析元素中某一穩定性同位素經核反應產生放射性同位素。這种放射性同位素的放射性活度與待測元素的量成正比。用能譜儀測定射線的能量和種類並對被分析元素定性。如果用含有已知量的穩定性元素的標準源作比較則定性、定量分析就更方便。

分類

1. 按照射粒子分類則有: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. 按工作方法分類則有:①放射化學放射化分析(又稱破壞性活化分析)。即要用化學操作將樣品破壞,經過某些分離純化步驟,再測量其放射性; ②儀器放射化分析(又稱非破壞性活化分析)。在這類分析中,樣品受輻射照射後,直接用儀器測量其放射性,不作任何處理,樣品的物理化學狀態在分析前後基本沒有變化。自從Ge(Li)探測器出現以後,該法得到了迅速的發展,它在活化分析中的比重已超過了放化活化分析。尤其是利用短壽命核素的儀器活化分析,更具有突出的優點。
3. 按放射化分析的性質分類則有:
①絕對法放射化分析從基本質上講,是一種絕對分析法,只要測出照射粒子的通量、核反應激發曲線以及生成核的絕對放射性活度,就不難用活化公式算出待測元素的含量。然而,在以前幾乎不採用絕對法,因絕對法誤差太大。近年來,隨著核參數準確度的提高,絕對法正在引起人們的重視;②相對法(比較法)為了克服絕對法的困難,減小分析誤差,在實際工作中一般均採用相對法,即用含有已知量的待測元素的標準物質,將其和樣品在相同條件下受照射和測量,然後根據測得的標準和試樣的相對放射性活度,就很容易求出試樣中待測元素的含量。

設備

由中子源、樣本輸送裝置和測量儀器組成。中子源有反應堆、加速器、中子發生器和同位素中子源等。樣本輸送裝置包括壓縮空氣動力源,樣本輸送管道,定位、定時裝置,處理樣本,開盒、取樣等裝置。測量儀器有閃爍探測器NaI(Ti)或半導體探測器Ge(Li)的多道γ能譜儀。現代多道γ能譜儀與計算機在線上,實現自動放射化分析。

特點

靈敏度高,可分析靈敏度達10~10克;能分析的元素多,幾乎是周期表中所有元素;一次分析能測定元素可達幾種到幾十種;實現非破壞性分析;可消除分析過程中試劑的污染;可鑑定一種元素的不同同位素;做到快速、自動分析。在活化示蹤中套用活化分析技術,用可活化的穩定性元素進行示蹤,在試驗過程中不會遭到放射性危害。但不能分析化合物的結構;放射性衰變有統計誤差。所需設備複雜、昂貴,限制了普及套用。

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