Активационного анализа метод

АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА МЕТОД (а. method of activation analysis; н. Aktivierungsanalyse; ф. methode de l'analyse par activation; и. metode de analisis por activacion) — качественное и количественное определение состава вещества, основанное на измерении энергии излучения и периодов полураспада (Т1/2) радиоактивных изотопов, образующихся в исследуемом веществе при облучении его нейтронами, протонами, а-частицами, g-квантами и др. Активационного анализа метода впервые применили венгерские химики Д. Хевеши и Г. Леви (1936) и советский физик Г. А. Гринберг (1940).

Для анализа вещественного состава минерального сырья и продуктов его переработки используется мгновенное излучение ядерных реакций. Низкий кулоновский барьер ядер лёгких элементов позволяет осуществлять ядерные реакции под действием заряженных частиц небольшой энергии. В аналитических целях используют ядерные реакции на а-частицах радиоизотопных источников и на а-частицах, дейтронах и протонах, получаемых в ускорителях частиц. По возникающим в ядерных реакциях нейтронам и g-квантам определяют Be, В, F, Li. Реакция на медленных нейтронах (n, а), сопровождающаяся испусканием а-частиц, применяется для определения В и Li. Реакции на быстрых нейтронах, сопровождающиеся испусканием g-квантов (n, n) неупругого рассеяния и (n, g) радиационного захвата (см. Нейтронный гамма-метод), а также реакцию (g, n) (см. Фотоно-нейтронный анализ) используют для определения элементов в пробах большого объёма.

Ядерные реакции вызывают также наведённую радиоактивность, уровень которой служит мерой содержания анализируемого элемента. Регистрирующие приборы — сцинтилляционный или полупроводниковый детекторы (соответствующий спектр g-излучения активированного нейтронами образца горной породы приведён на рис.).

Для селективного определения анализируемых элементов используется различие в сечении активации, энергетическом спектре испускаемого излучения и периоде полураспада наведённой активности. Используют также различные активирующие потоки и анализ на заряженных частицах. При низких энергиях заряженные частицы активируют элементы с малым атомным номером. С помощью а-частиц радиоизотопных источников (²¹⁰Po, ²³⁸Pu и др.) по реакциям ¹⁰В (а, n) ¹³N (Т1/2 =10 мин) и ²⁷Al (а, n) ³⁰R (Т1/2 = 2,5 мин) в рудах и продуктах обогащения определяют В и Al. Ускорители позволяют на низких энергиях получать высокую чувствительность: для энергий свыше 0,5 МэВ определяют содержание углерода по реакциям ¹²С (р, g) ¹³N и ¹²С (d, n) ¹³N, по реакциям на дейтронах низких энергий — В, Na, Mg, Al, Р. При увеличении энергии заряженных частиц возрастает число активируемых элементов.

Для активационного анализа метода на заряженных частицах созданы специальные ускорители. Если при помощи инструментального (неразрушающего) анализа невозможно определение анализируемого элемента, то применяют радиохимические методы выделения активированных элементов (см. Радиохимический анализ).

Высокая селективность и чувствительность активационного анализа метода, простота операций определения, связанная с регистрацией излучения, экспрессность позволяют широко применять активационного анализа метод для анализа минерального сырья и продуктов его переработки. Большая проникающая способность первичного и вторичного излучений для нейтронного и гамма-активационного анализа позволяет использовать эти методы не только для контроля аналитических проб, но также для неподготовленных проб и непрерывного контроля в транспортных потоках. Перспективно также применение активационного анализа метода в геохимии редких и рассеянных элементов.