核分析基础第2章doc资料.ppt

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1、核分析基础第2章中子活化分析方程式第二章中子活化分析技术第3节中子活化分析工作方法一中子活化分析设备1.中子源反应堆中子源四个基本部分构成：活性区（堆芯）、反射层、屏蔽层和控制系统在活性区和反射层中都设有许多辐照孔道，用来放置接受中子照射的样品中子通量密度可达1012～1014cm-2·s-1；高通量反应堆可达1015cm-2·s-1以上；加速器中子源主要由离子源、加速系统和靶三部分组成根据加速系统产生高压电场的方式或粒子加速方式的不同，目前用作中子源的加速器主要有：高压倍加器（或中子发生器）、静电加速器（包括串列式）、

2、回旋加速器和直线加速器。放射性核素中子源9Be+α12C+n+5.701MeVγ+9Be8Be+n–1.665MeV2.γ能谱探测系统探测器前置电路主放大器多道脉冲幅度分析器数据处理系统高压电源低压电源γ能谱测量系统结构示意图二中子活化分析过程1.样品制备2.中子辐照3.样品冷却冷却1～2d，测量元素As、Na、K等；冷却4～6d，测量元素La、Sm、Br、U、Ca等；冷却12～15d，测量元素Ba、Cr、Co、Fe、Zn、Ce、Sc、Nd、Sb、Yb、Lu、Hf、Th、Ta、Tb、Eu、Zr、Cs等4.γ能谱测量5.谱

3、数据处理粘土页岩样品中子活化γ能谱图三干扰反应及修正1.谱线重叠干扰2.235U裂变干扰3.其它核反应干扰4.同位素丰度变化造成的干扰四堆中子活化分析的特点1）分析灵敏度高。对于一般地质类样品，大部分元素的分析检出限可达10-7g·g-1，经过前处理的样品检出限更低。非常擅长分析痕量元素和一些超痕量元素。2）分析的精确度好。样品经活化后，受外界影响小，采用相对法测量的线性好。3）不破坏样品。一般地质类样品无需化学处理，样品经研磨、制备后，即可入堆辐照，直接测量。4）分析的用样量小。用样量一般在10～100mg范围内。5）

4、可同时进行多元素的定性、定量分析，分析效率较高。元素检出限（g·g-1）Ca、Fe、K、Na10-5～10-4Sr、Zn、Zr10-6～10-5As、Ba、Br、Ce、Co、Cr、Cs、Hf、La、Nd、Rb、Sb、Ta、Tb、Th、U、Yb10-7～10-6Eu、Lu、Sc、Sm10-8～10-7Au、Ir、Os、Pt、Pd、Ru（样品经前处理）10-12～10-9地质样品中部分元素中子活化分析检出限五短寿核素的中子活化分析气动传输辐照装置（跑兔）示意图气动传输管道传送样品的简单示意图1、2.送气管；3、4.排气管；5

5、、6、7、8.气阀；9.样品传输管；10.辐照孔道；11.样品盒；12.填充物；13.样品（片状）；14.样品固定装置因为测量的核素均为短寿核素，冷却时间不能过才，因此每次只辐照一份样品或标样，一组试样及标样是逐个辐照，依次测量的。辐照时间一般为数十秒到数十分钟，冷却时间一般为几分钟。由于每份样品（包括标样）的辐照时间和冷却时间互不相同，计算过程中要引入辐照时间和冷却时间的修正。对于一般地质样品，能够分析的元素有Al、Ba、Br、Ca、Cl、Cu、Dy、Ge、I、In、K、Mg、Mn、Na、Ni、S、Si、Sr、Th、T

6、i、Tl、U、V。式中：Qx—试样中目标元素的含量；Qb—标样中目标元素的含量；Ix—试样中目标元素的特征γ射线的照射量率；Ib—标样中目标元素的特征γ射线的照射量率；Wx—试样的质量；Wb—标样的质量；ti—试样的辐照时间；ti，—标样的辐照时间；tc—试样的冷却时间；tc，—标样的冷却时间。第二章中子活化分析技术第4节其它活化分析技术一瞬发γ中子活化分析（Promptgammaneutronactivationanalysis，PGNAA）可分析元素：地质样品：H、Cl，C，Si、Ca、Mg等;生物样品：H、N、Na

7、、P、S、C1、Ni、Co、Cd等二带电粒子活化分析（ChargedParticleActivationAnalysis，CPAA）1.概述具有一定能量的带电粒子与原子核发生核反应时，如果反应的剩余核是放射性核素，则测量这放射性核素的半衰期和活度，就可以确定样品中被分析元素的种类和含量。带电粒子活化分析也包括三个主要步骤：辐照、冷却和测量。由于带电粒子在靶物质中运动时经受能量损失，在靶中不同深度处粒子能量不同，因而反应截面不同，反应产额随之而改变。所以，在推导带电粒子活化分析公式时，要区分薄样品和厚样品。2.工作方法多种

8、带电粒子都可以用来做活化分析。p、d、t、3He和4He核等粒子是最常用的轰击粒子，这些核反应生成的剩余核大多是日β+衰变放射性核素。带电粒子活化分析中的入射粒子能量大多在几MeV到十几MeV量级，故在小型静电加速器、串列静电加速器、回旋加速器上可进行带电粒子活化分析。带电粒子活化分析技术主要应用于样品表面层的轻元素