Ядерно-физические методы анализа. Нейтронно-активационный анализ

Если воздействовать на пробу потоком нейтронов, то, измеряя наведенное радиоактивное излучение, можно количественно определять содержание различных элементов, так как величина активности пропорциональна концентрации определяемого элемента. Метод нейтронно-активационного анализа из-за своей высокой чувствительности, возможности проведения инструментального (без деструкции образца) многоэлементного анализа, широкого диапазона определяемых концентраций и независимости результата от вида химического соединения определяемого элемента является одним из перспективных методов контроля загрязнения почв и биологических объектов токсичными химическими элементами [51-56]. С его помощью можно определять до 80 элементов на уровне концентраций n∙E-4 - n∙E-7 % c погрешностьюошибкой 10 -20%. Пробы не требуют никакой специальной подготовки.

Приготовление образца обычно заключается в простом отвешивании в небольшой полиэтиленовый бюкс или пакет и запаивании его при нагревании. Величина навески пробы - от мг до десятков грамм. Высокая чувствительность и точность метода в сочетании с рядом свойственных ему достоинств (отсутствие необходимости в озолении, растворении, концентрировании, сохранность анализируемой пробы, высокая степень автоматизации анализа и т.д.) создают предпосылки для широкого внедрения его в практику агрохимических, биологических и экологических исследований.

При проведении массовых определений практически всегда используется относительный вариант активационого анализа, при котором содержание интересующих элементов определяется по соотношению интенсивностей аналитических линий в гамма-спектрах образца и эталона. Поэтому точность и надежность получаемых результатов в значительной степени зависят от качества применяемых эталонов. Метод дает как качественную, так и количествннную информацию, весьма селективен. Однако, для проведения анализа необходим поток нейтронов, который удобнее всего получать в ядерном реакторе. Следовательно, этот метод не подходит для каждой лаборатории. Еще один недостаток данного метода заключается в том, что для проведения одного анализа может потребоваться 1-2 недели, так как после облучения нейтронами образец выдерживают несколько дней до распада наиболее активных короткоживущих изотопов. При низком содержании анализируемых элементов в образце информацию об их составе можно получить лишь с большими затратами времени на измерение активности. Окончательные расчеты весьма сложны и для их выполнения необходимо использование электронно-вычислительной техники.

ФЭС. С.638. Источник рентгеновского излучения. Рентгеновская трубка – электровакуумный прибор, служащий источником рентгеновского излучения, которое возникает при взаимодействии испускаемых катодом электронов с веществом анода. В рентгеновской трубке энергия электронов, ускоренных электрическим полем, частично преобразуется в энергию рентгеновского излучения.

Спектр излучения рентгеновской трубки - это сумма тормозного и характеристического рентгеновского спектра (λ от 10^-4 до 10³ А). Тормозной рентгеновский спектр возникает при торможении заряженных частиц, бомбардирующих мишень. Тормозной спектр сплошной. Характеристический рентгеновский спектр дискретный. Его испускают атомы мишени при столкновении с электронами высоких энергий. В результате взаимодействия с одной из внутренних электронных оболочек атома мишени (K, L, M, N, …) вылетает электрон. Состояние атома с вакансией во внутренней оболочке неустойчиво. Электрон одной из внешних оболочек заполняет эту вакансию, и атом при этом переходит в состояние с меньшей энергией, испуская избыток энергии в виде фотона характеристического рентгеновского излучения. Возникает линия с частотой n = |E₁ - E_2‌ | /h.

Дата добавления: 2014-01-07