[科普中国]-放射化分析

原理

一定能量的中子、质子、α粒子、γ光子等照射(轰击)靶核(待分析样本)时，可引起核反应。反应过程为：入射粒子+靶核→复合核→剩余核+发射粒子。其剩余核是一个新核，可以是稳定性同位素，也可以是放射性同位素。当用一定能量的特定粒子照射样本时，使待分析元素中某一稳定性同位素经核反应产生放射性同位素。这种放射性同位素的放射性活度与待测元素的量成正比。用能谱仪测定射线的能量和种类并对被分析元素定性。如果用含有已知量的稳定性元素的标准源作比较则定性、定量分析就更方便。

分类1. 按照射粒子分类则有：①中子放射化分析(热中子、超热中子及快中子等活化分析；②带电粒子放射化分析(质子、氘子、α粒子、He粒子、氚粒子、重离子等活化分析；③光子放射化分析(γ光子)。

2. 按工作方法分类则有：①放射化学放射化分析(又称破坏性活化分析)。即要用化学操作将样品破坏，经过某些分离纯化步骤，再测量其放射性； ②仪器放射化分析(又称非破坏性活化分析)。在这类分析中，样品受辐射照射后，直接用仪器测量其放射性，不作任何处理，样品的物理化学状态在分析前后基本没有变化。自从Ge(Li)探测器出现以后，该法得到了迅速的发展，它在活化分析中的比重已超过了放化活化分析。尤其是利用短寿命核素的仪器活化分析，更具有突出的优点。

3. 按放射化分析的性质分类则有：

①绝对法放射化分析从基本质上讲，是一种绝对分析法，只要测出照射粒子的通量、核反应激发曲线以及生成核的绝对放射性活度，就不难用活化公式算出待测元素的含量。然而，在以前几乎不采用绝对法，因绝对法误差太大。近年来，随着核参数准确度的提高，绝对法正在引起人们的重视；②相对法(比较法)为了克服绝对法的困难，减小分析误差，在实际工作中一般均采用相对法，即用含有已知量的待测元素的标准物质，将其和样品在相同条件下受照射和测量，然后根据测得的标准和试样的相对放射性活度，就很容易求出试样中待测元素的含量。

设备由中子源、样本输送装置和测量仪器组成。中子源有反应堆、加速器、中子发生器和同位素中子源等。样本输送装置包括压缩空气动力源，样本输送管道，定位、定时装置，处理样本，开盒、取样等装置。测量仪器有闪烁探测器NaI(Ti)或半导体探测器Ge(Li)的多道γ能谱仪。现代多道γ能谱仪与计算机联机，实现自动放射化分析。

特点灵敏度高，可分析灵敏度达10～10克;能分析的元素多，几乎是周期表中所有元素;一次分析能测定元素可达几种到几十种;实现非破坏性分析;可消除分析过程中试剂的污染;可鉴定一种元素的不同同位素;做到快速、自动分析。在活化示踪中应用活化分析技术，用可活化的稳定性元素进行示踪，在试验过程中不会遭到放射性危害。但不能分析化合物的结构;放射性衰变有统计误差。所需设备复杂、昂贵，限制了普及应用。1