Активационный анализ

Активационный анализ

• Активационный анализ При облучении нейтронами, протонами и другими высокоэнергетическими частицами многие нерадиоактивные элементы становятся радиоактивными. Активационный анализ основан на этом измерении радиоактивности. В принципе, любая частица может быть использована для облучения, но процесс нейтронного облучения является наиболее важным на практике.

• Использование заряженных частиц для этой цели предполагает преодоление более Гораздо больше технических трудностей, чем нейтронов. Основными источниками нейтронов для активационного анализа являются ядерные реакторы и так называемые переносные источники (такие как бериллий-бериллий). В последнем случае частицы, образующиеся в результате распада a-активных элементов (Ra, Rn и т. Д.), Взаимодействуют с ядром бериллия-лития и испускают нейтроны.

9 Be + «Not-, 2C + p Нейтроны инициируют ядерную реакцию с анализируемыми образцами компонентов. Людмила Фирмаль

Например, 55MP + p = 56MP или MP (p, y) 56MP Радиоактивный 56Mp распадается с периодом полураспада 2,6 часа. 56MP 56Fe + e ~ Чтобы получить информацию о составе образца, радиоактивность измеряется некоторое время, а полученная кривая анализируется (рис. 12.1). При проведении такого анализа вам нужны надежные данные о периоде полураспада различных изотопов для расшифровки всей кривой.

На практике при облучении элемента с известным содержанием анализируемой пробы и стандартного элемента в тех же условиях обычно используется метод относительного анализа, который значительно упрощает анализ. , Во многих случаях облученный образец переносят в раствор, и представляющие интерес компоненты химически разделяют экстракцией, хроматографией, осаждением и другими методами для определения активности отделенных продуктов.

Операции химического разделения значительно расширяют возможности метода и улучшают селективность, но это очень важно только для изотопов, которые не имеют слишком короткого периода полураспада. Другим вариантом активационного анализа является y-спектроскопия, которая основана на измерении y-спектра излучения образца. Энергия гамма-лучей является качественной, а скорость счета является количественным свойством изотопа.

Измерения производятся с использованием многоканального V-спектрометра со сцинтилляционным или полупроводниковым счетчиком. Это немного менее чувствительно, чем радиохимия, но гораздо быстрее и конкретнее. T Радиоактивность снижается в течение 12 часов В настоящее время различные варианты активационного анализа применяются в самых разных приложениях. Наиболее важным является анализ высокочистых веществ, используемых в полупроводниковой и атомной промышленности, например, в ракетостроении.

Преуспели в анализе воды и многих геохимических веществ, определении состава различных биологических и астрохимических веществ и многих других областей. , Важным преимуществом активационного анализа является его высокая чувствительность. С его помощью он может обнаруживать вещества до 10-13 … 10-15 г при благоприятных условиях. В особых случаях может быть достигнута даже более высокая аналитическая чувствительность.

Например, он используется для контроля чистоты кремния и германия в полупроводниковой промышленности путем обнаружения примесей до 10-8 … 10%. Такой контент не может быть определен другими способами, кроме активации. Получая периодические тяжелые элементы, такие как Менделий и Курчатов, исследователи смогли подсчитать практически каждый атом полученного элемента.

• Основными недостатками активационного анализа являются простота обращения с источником нейтронов и длительность процесса для получения результатов. Используя активационный анализ, мы смогли решить многие геохимические и общенаучные проблемы, связанные с датировкой, например, образцы минерального и органического происхождения.

Например, известный радиометрический метод определения возраста древних предметов и продуктов органического происхождения основан на том факте, что ядерная реакция приводит к постоянному образованию радиоактивного углерода 4C с периодом полураспада в атмосфере 5300 лет.

На основании: UN + n = «C + p Нейтроны генерируются в атмосфере в результате взаимодействия космического излучения и вещества, и азот является неотъемлемой частью атмосферы. Людмила Фирмаль

Радиоактивный | 4C образует радиоактивный MC02 и вступает в биологический цикл. Поэтому вещества и организмы (растения, животные и т. Д.), Участвующие в этом цикле, имеют почти постоянную радиоактивность, пропорциональную содержанию 14C. В организмах, которые вышли из цикла в результате смерти, количество радиоактивного 4С не увеличивается, а его активность снижается.

Таким образом, если вы измеряете активность древних продуктов (предметов из дерева, кожи и т. Д.) И знаете период полураспада углерода 14C и общее содержание углерода в образце, вы можете рассчитать истекшее время из трупа. Этот разрыв характеризует приблизительный возраст продукта.

Анализ этого Дом позволил выявить даты многих важных событий в далекие древние времена. Интересным примером применения активационного анализа является недавно предложенный быстрый метод обнаружения взрывчатых веществ. Как известно, различные нитросоединения обычно используются в качестве взрывчатых веществ. Метод обнаружения основан на том факте, что 14N и 15N содержатся во взрывчатом веществе и что он становится 6N при облучении нейтронами.

Этот изотоп имеет период полураспада 7 секунд. Когда он распадается, он испускает гамма-лучи определенной энергии в дополнение к частицам. Появление р-кванта с энергетическими характеристиками распада N после облучения материала нейтронами, вероятно, является сигналом о наличии взрывоопасных азотсодержащих материалов. Активационный анализ, такой как криминалистика и криминалистика, дает бесценные результаты.

Смотрите также:

Решение задач по аналитической химии

Ядерная химия и искусственная радиоактивность	Метод изотопного разбавления
Использование естественно радиоактивности в анализе	Радиометрическое титрование