中子活化分析方法及仪器

活化分析是一种核分析方法,它的基础是核反应。该法是用一定能量和流强的中子、带电粒子或者高能Y光子轰击待测试样,然后测定核反应中生成的放射性核素衰变时放出的缓发辐射或者直接测定核反应中放出的瞬发辐射,从而实现元素的定性和定量分析。

这是由于射线的能量和半衰期是放射性核素的特征,通过测定放射性核素的半衰期或者放射线的能量,便能作出定性鉴定,而通过测定射线强度,便可完成定量分析。

19世纪末、20世纪初,经过法国物理学家贝克勒耳和居里夫妇的努力发现了放射性,居里夫妇通过艰苦繁重的劳动,提炼出放射性元素钋和镭;英国科学家卢瑟福等人发现了放射性衰变规律并建立了原子模型。这一切都为活化分析奠定了理论基础。

1932年英国物理学家查德威克发现了中子。这一发现引起了科学家们的极大兴趣,他们用中子来研究各种反应。1936年化学家海维希和列维进行了历史上第一次中子活化分析。他们测定了氧化钆中的镝,定量分析的结果为10-3克/克。

1938年美国化学家西博格和利文格德用加速器产生的氘束测定了纯铁中的镓,进行了第一次带电粒子活化分析。

1942年建成了可提供比同位素中子源高得多的通景的反应堆,1948年出现了NaI闪烁探测器。在此基础上雷第考脱等人于1951年首次用反应堆进行热中子活化分析法。用活化分析能测定ppm以至ppb级。

此时,中子发生器、多道能谱分析器等供活化分析用的仪器相继问世,使得活化分析成为当时具有最高灵敏度的分析方法。

60年代初期出现了半导体探测器使分辨率提高了好几十倍。锗探测器的应用使一次照射便可同时测定四五十种元素。计算机的应用更把活化分析推向一个新的领域。

现在活化分析已经广泛应用于环境科学、生物学、医学、材料科学、地球化学、考古学等部门。

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