АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ это:

АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ

(радиоактивационный анализ), метод качественного и количественного элементного анализа в-ва, основанный на активации ядер атомов и исследовании образовавшихся радиоактивных изотопов (радионуклидов). В-во облучают ядерными частицами (тепловыми или быстрыми нейтронами, протонами, дейтронами,1012-50.jpgчастицами и т. д.) или 1012-51.jpgквантами. Затем определяют вид, т. е. порядковый номер и массовое число, образовавшихся радионуклидов по их периодам полураспада Т 1/2 и энергиям излучения Е, к-рые табулированы. Поскольку ядерные р-ции, приводящие к образованию тех или иных радионуклидов, обычно известны, можно установить, какие атомы были исходными.

Количеств. А. а. основан на том, что активность образовавшегося радионуклида пропорциональна числу ядер исходного изотопа, участвовавшего в ядерной р-ции. При т. наз. абсолютном анализе измеряют активность радионуклида и рассчитывают исходное содержание определяемого элемента по ф-ле:

1012-52.jpg

где т-масса определяемого элемента, г; N- измеренная скорость счета, имп/с; М-атомная масса определяемого элемента; Е- полная эффективность регистрации измерит, аппаратуры (отношение числа регистрируемых импульсов к числу актов радиоактивного распада); Ф-поток частиц или 1012-53.jpgквантов, облучающих образец, число частиц/см 2*с;1012-54.jpg -сечение (вероятность) ядерной р-ции, барны (10-24 см 2);

1012-55.jpg -доля исследуемого нуклида в прир. смеси;1012-56.jpg -постоянная распада (т. е. 1/Г 1/2 образующегося радионуклида, с -1); t1 -время облучения образца, с; t2 -время выдержки (время, прошедшее с момента окончания облучения до начала измерения активности образца), с.

Абс. метод характеризуется высокой погрешностью (относит. стандартное отклонение 0,4-0,6), что связано с неконтролируемыми колебаниями величины Ф, сложностью определения E, погрешностями табличных значений а и т. д. Поэтому обычно анализ выполняют относит. методом, основанным на сравнении активностей анализируемого образца и образцов сравнения с точно известным содержанием определяемых элементов. Облучение и измерение активности образцов проводят в одинаковых условиях.

Существуют два осн. варианта А. а. - инструментальный и радиохимический. Первый применяют при анализе в-в, к-рые либо слабо активируются, либо образуют короткоживущие радионуклиды. Анализируемый образец и образцы сравнения одновременно получают и затем обычно неск. раз измеряют (с помощью полупроводникового спектрометра высокого разрешения) и сопоставляют их 1012-57.jpg спектры. При первом измерении идентифицируют и определяют содержание элементов, образующих короткоживущие радионуклиды, при втором-элементы, образующие радионуклиды с большим Т 1/2, и т. д. Кроме того, последоват. измерение 1012-58.jpgспектров позволяет идентифицировать радионуклиды не только по энергиям испускаемых 1012-59.jpgквантов, но и по T1/2. Пример инструментального А. а.-нейтронноактивационное определение примесей в Nb. Невысокий уровень активности радионуклидов, образующихся при облучении нейтронами, позволяет измерять 1012-60.jpgспектры уже через 5-7 ч после облучения. При первом измерении определяли радионуклиды с Т 1/2 = 2-30 ч, напр. 56Mn, 65Ni, 24Na, 64Cu, l87W, при втором (через 3-4 сут после первого)-радионуклиды с Т 1/2 от 25 сут до 5 лет, напр. 51Cr, 60 Со, 59Fe. Если в Nb содержание примесей легкоактивирующихся элементов (Си, Na, Та, W) не превышает 10-5%, удается определить 30-35 элементов с пределами обнаружения 10-5 - 10-9%.

Осн. достоинства инструментального варианта: быстрота проведения, сравнительно небольшая трудоемкость, высокая информативность, возможность проводить анализ без разрушения образца и использовать радионуклиды с небольшими Т 1/2 (от неск. минут до неск. секунд). Широкое использование электронно-вычислит. техники для оптимизации условий анализа и обработки спектрометрич. информации повысило точность и надежность метода и позволило создать полностью автоматизир. системы А. а. Осн. недостаток инструментального варианта: невозможность анализировать сильно активируемые в-ва, образующие долгоживущие радионуклиды.

В радиохим. варианте облученный образец растворяют, а затем отделяют от основы образовавшиеся радионуклиды определяемых элементов, обычно вместе с их изотопными носителями (неактивными изотопами), к-рые специально добавляют в р-р. Методы разделения-экстракция, хроматография, дистилляционные методы и др.; они позволяют получать препараты определяемых элементов радиохим. степени чистоты, активность к-рых можно измерять на полупроводниковом спектрометре. При доминирующем содержании одного или неск. элементов прямой гамма-спектральный анализ затруднен и необходимо эти радионуклиды разделять на группы, удобные для измерения 1012-61.jpgспектров. Для достижения особенно низких пределов обнаружения выделяют индивидуальные элементы.

Наиб. распространен нейтронно-активационный анализ, в к-ром исследуемое в-во облучают потоком тепловых нейтронов с энергией 0,025 эВ, т. к. сечения ядерных р-ций (и,1012-62.jpg) в этом случае для большинства элементов на неск. порядков выше сечений др. ядерных р-ций. Поток нейтронов из ядерных реакторов достигает 1013-1015 частиц/см 2*с. Метод позволяет определять большинство элементов периодич. системы начиная с Na с пределами обнаружения 10-4 - 10-12%, в т. ч. 53 элемента - с пределами обнаружения менее 10-6%. Однако определение с помошью активации тепловыми нейтронами легких элементов от Н до Ne, а также Mg, Al, Si, P и нек-рых др. связано со значит. трудностями из-за небольших сечений ядерных р-ций, слишком малых или слишком больших Т 1/2 образующихся радионуклидов, низких энергий испускаемого 1013-1.jpg,1013-2.jpg излучения или рентгеновского излучения. В этом случае используют нейтронно-активационный анализ на быстрых нейтронах (с энергией ~ 14 МэВ). Источник последних -нейтронный генератор. Сечение ядерных р-ций на 3-4 порядка меньше, чем при активации тепловыми нейтронами. Однако быстрые нейтроны активируют легкие элементы - О, N, Si, F, Al, Mg и нек-рые др., пределы обнаружения к-рых составляют 10-3 - 10-5%.

Предельно низкие концентрации (10-7 - 10-8%) О, С, N и В определяют путем активации образца ускоренными протонами или 1013-3.jpgчастицами. Источник излучения в этом случае-циклотрон. При использовании для активации заряженных частиц можно определять в чистых в-вах Са, Ti, V, Nb, Y с пределами обнаружения 10-5 - 10-7%.

Для определения газообразующих примесей (6, N, С) используют также активацию 1013-4.jpgквантами (т. наз. фотонейтронный анализ). Источник последних-линейные ускорители, микротроны и бетатроны. В этом случае предел обнаружения составляет 10-5 - 10-6%.

Достоинства А. а.: высокая чувствительность, возможность в ряде случаев проводить определение без разрушения образца, высокая избирательность, возможность одновременного определения ряда примесей в одной навеске образца, отсутствие поправки контрольного опыта (т. к. все хим. операции, в т. ч. травление образцов для удаления поверхностных загрязнений, проводят после облучения). Кроме того, при работе с короткоживущими радионуклидами анализ м. б. выполнен быстро-в течение неск. минут. Недостатки метода: относительно малая доступность источников ядерных частиц или 1013-5.jpg -квантов, возможность деструкции и даже разрушения образцов при облучении мощными потоками излучений, относит. сложность выполнения анализа, радиац. опасность.

Осн. области применения А. а.: анализ особо чистых в-в, геол. объектов и объектов окружающей среды; экспрессный анализ металлов и сплавов в пром-сти; определение содержания микроэлементов в крови, плазме, тканях животных и растений; судебно-мед. экспертиза.

А. а. впервые был проведен Д. Хевеши и Г. Леви в 1936 и А. А. Гринбергом (1940).

Лит.: Кузнецов Р. А., Актнвационный анализ, 2 изд., М., 1974; Зайцев Е. И., Сотсков Ю. ПД Резников Р. С., Нейтронно-активационный анализ горных пород на редкие элементы, М., 1978; My ми нов В. А., Мухаммедов С., Ядернофизнческие методы анализа газов в конденсированных средах, Таш., 1977; De Soete D., Gijbels R., Hoste J., Neutron activation analysis, L., 1972; Nondestructive activation analysis, ed. by S. Amiel, Amst.-[a. o.], 1981. M. Н. Щулепников.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Смотреть что такое "АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ" в других словарях:

  • АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ — метод определения состава вещества, основанный на активации атомных ядер и исследовании радиоакт. излучения, возникающего вследствие изменения нуклонного состава или энергетич. состояния ядер. А. а. наиб. распространённый ядерно физ. метод… …   Физическая энциклопедия

  • АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ — (радиоактивационный анализ) метод качественного и количественного элементного анализа вещества, основанный на исследовании радиоактивного излучения нуклидов, образовавшихся под воздействием потока нейтронов, протонов, г квантов и др …   Большой Энциклопедический словарь

  • активационный анализ — Изотопный анализ, используемый для определения качественного и количественного состава вещества. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN activation analysis …   Справочник технического переводчика

  • Активационный анализ —         метод определения качественного и количественного состава вещества, основанный на активации атомных ядер и измерении их радиоактивного излучения. Впервые применен венгерскими химиками Д. Хевеши и Г. Леви в 1936. При проведении А. а.… …   Большая советская энциклопедия

  • активационный анализ — (радиоактивационный анализ), метод качественного и количественного элементного анализа вещества, основанный на исследовании радиоактивного излучения нуклидов, образовавшихся под воздействием потока нейтронов, протонов, γ квантов и др. * * *… …   Энциклопедический словарь

  • активационный анализ — aktyvacinė analizė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagų kokybinės ir kiekybinės sudėties nustatymas iš sužadintųjų branduolių radioaktyviojo spinduliavimo. atitikmenys: angl. activation analysis; radioactivation… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • активационный анализ — aktyvacinė analizė statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagų kokybinės ir kiekybinės sudėties nustatymas iš sužadintų branduolių radioaktyviojo spinduliavimo. atitikmenys: angl. activation analysis; radioactivation analysis rus. активационный …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Активационный анализ — (радио активационный анализ)    метод определения качественного и количественного состава вещества, основанный на измерении энергии излучения радиоактивных ядер изотопов, образовавшихся под воздействием потока нейтронов, заряженных частиц… …   Криминалистическая энциклопедия

  • активационный анализ — aktyvacinė analizė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. activation analysis vok. Aktivierungsanalyse, f rus. активационный анализ, m pranc. analyse par activation, f …   Fizikos terminų žodynas

  • активационный анализ — [activation analysis] изотопный анализ (1.), используемый для определения качественного и количественного состава вещества. Смотри также: Анализ электрометрический анализ химический анализ …   Энциклопедический словарь по металлургии


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»