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1、1第十四章第十四章核分析技術核分析技術核分析技術是一門以粒子與物質相互作用、核效應、核譜學及核裝置（反應堆、加速器等）為基礎，由多種方法組成的綜合技術。包括的方法有：活化分析、離子束分析、中子散射和中子衍射、同位素示蹤技術、核成像技術、Mssbauer譜學、加速器質譜分析、同步輻射技術等。核分析技術以眾多常規(guī)非核技術無可替代的特點，例如高靈敏度、高準確度和精密度、高分辨率(包括空間分辨率和能量分辨率)、不破壞性、多元素測定能力、特異性等

2、，為自然科學的深入發(fā)展提供了可靠的基礎。鑒于本書的篇幅所限，本章將簡要介紹幾種常用的核分析技術的基本原理及其主要應用，包括：活化分析、質子激發(fā)X射線熒光分析、同步輻射X射線熒光分析、加速器質譜、同位素稀釋法和放射免疫分析。14.1活化分析活化分析14.1.1基本原理基本原理活化分析（ActivationAnalysis）作為一種核分析方法，它的基礎是核反應。該方法是用一定能量和流強的中子、帶電粒子或者高能γ光子轟擊待測試樣，然后測定核反

3、應中生成的放射性核衰變時放出的緩發(fā)輻射或者直接測定核反應中放出的瞬發(fā)輻射，從而實現(xiàn)元素的定性和定量分析。活化分析通常包括中子活化分析（NeutronActivationAnalysisNAA）、帶電粒子活化分析（gedParticleActivationAnalysisCPAA）、光子活化分析（PhotonActivationAnalysisPAA）等?；罨治龌诤朔磻挟a(chǎn)生的放射性核，其放射性強度由下式給出At=f?N(1e–0.6

4、93tt12)(141)上式的物理意義為，在粒子流中活化某種靶核時，在t時刻得到的生成核素的放射性強度與粒子通量f、核反應截面?和靶核數(shù)目N成正比，與照射時間t成指數(shù)關系，圖14.1說明了這種關系，圖中的曲線稱為活化過程中放射性核素的生長曲線。3D＝（克克）(147)式中，G為試樣重量（克）。式(147)是相對法活化分析的最基本公式。14.1.2中子活化分析中子活化分析14.1.2.1中子活化分析方法簡介中子活化分析方法簡介中子活化分析

5、基于由中子引發(fā)的核反應。1936年Hevesy和Levi首次利用300mCi的RaBe中子源（中子產(chǎn)額約3?106ns），通過164Dy(n?)165Dy反應測定了氧化釔中的鏑。此后，中子活化分析得到迅速發(fā)展，成為現(xiàn)代核分析技術最重要的方法之一。在中子活化分析中，用于誘發(fā)核反應的中子可來自反應堆、加速器或核素中子源，其中以反應堆最為重要，反應堆中子活化分析占全部中子活化分析的95%以上。由反應堆產(chǎn)生的中子能譜很寬，能量范圍從0.001e

6、V到15Mev，未經(jīng)擾動的堆中子譜稱為裂變中子譜。為了進行中子活化分析，一般需用各種減速劑（如重水、石墨、鈹、普通水等），通過彈性散射或非彈性散射，使中子減速。通?？砂涯芰吭?.5MeV以下的中子稱為慢中子，在此以上的稱為快中子。慢中子還可以分為以下幾類：熱中子（E0.025eV）、超熱中子（E0.4eV）和共振中子（1eVE1keV）。(1)熱中子活化分析（ThermalNeutronActivationAnalysisTNAA）熱中

7、子活化分析的入射粒子為熱中子。熱中子反應絕大多數(shù)為(n?)反應，?值一般比較大，而且很少有負反應產(chǎn)生，因此熱中子活化分析具有很高的靈敏度，適合于大多數(shù)元素的吸收，一直在活化分析中占首要地位。表141列出了71種元素熱中子活化的檢出限。表141熱中子活化分析的檢出限(中子通量1013n?cm2?s1照射時間1h)檢出限(?g)元素1?3?106Dy4?9?106Mn1?3?105KrRhInEuHoLu4?9?105VAgCsSmHfIr