ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнение активации из "Активационный анализ" Активационный анализ — метод определения качественного и количественного состава исследуемых объектов путем измерения радиоактивного излучения ядер, возбуждаемых в процессе индуцированных ядерных превращений. Для воздействия на ядра элементы облучают различными ядер ными частицами и жесткими у-кваптами. Ядерные взаимодействия бомбардирующих частиц разных типов различаются по характеру и сложности протекающих процессов. Это в свою очередь порождает специфические проблемы, которые надо иметь в виду при использовании облучений ядерными частицами и у-квантами для анализа. [c.15] Возбужденные ядра, образовавшиеся при облучении, в течение короткого времени (10- —переходят в основное состояние, испуская при этом характеристическое ядерное излучение. Конечными продуктами в зависимости от исходных ядер и протекающих ядерных процессов могут быть как стабильные, так и радиоактивные ядра. Последние распадаются с соответствующим периодом полураспада и по определенной схеме распада. [c.15] В аналитических целях можно использовать как излучение возбужденных ядер, испускаемое практически в момент взаимодействия, так и излучение образовавшихся радиоактивных ядер. При определении следовых количеств элементов из-за значительных трудностей первый способ применяют редко, и для идентификации и количественного определения используют излучение радиоактивных ядер [13, 14]. В то же время регистрация мгновенного излучения ядер — важный аналитический метод для экспрессного анализа макроколичеств элементов. [c.15] Из приведенного примера видно, что по существу активационный анализ — метод изотопного анализа, так как в результате ядерной реакции на определенном изотопе элемента возникает радиоактивный продукт с характеристической схемой распада. Наведенная активность этого продукта оказывается пропорциональной количеству изотопа, из которого он образуется. Рассчитать полное содержание элемента можно, если известен изотопный состав элемента. Когда же применяется относительный метод, то изотопный состав элементов в стандартах и во всех анализируемых образцах должен быть одинаковым или известным. Изотопный состав элементов периодической системы постоянен в подавляющем большинстве естественных объектов и известен с высокой точностью. Измененный изотопный состав элемента, если его не учесть, может привести к неправильным результатам. С другой стороны, эта особенность активационного анализа в ряде случаев позволяет определять изотопный состав элемента. [c.16] поскольку большинство элементов состоит из нескольких стабильных изотопов, то при их облучении соответственно будут возникать различные продукты ядерных реакций. Если учесть, что взаимодействие с каждым изотопом в определенных условиях протекает по нескольким каналам, т. е. с образованием нескольких различных продуктов, то при облучении одного многоизотопного элемента возникает значительное число новых изотопов, среди которых может быть несколько радиоактивных. При этом в зависимости от типа и энергии бомбардирующих частиц возможно образование радиоактивных изотопов как исходного элемента, так и соседних. Сложность протекающих процессов в некоторых случаях затрудняет практическое применение активационного анализа. [c.16] Сечение реакции а характеризует вероятность взаимодействия бомбардирующей частицы с ядром и обычно измеряется в барнах (1 барн = см ). Сечения ядерных взаимодействий в общем не совпадают с геометрическими сечениями ядер, хотя в целом ряде случаев по величине оказываются близкими к ним. [c.17] Уравнение (2.2) выведено в предположении, что f и N постоянны и нет никакого другого процесса, кроме радиоактивного распада, который бы приводил к исчезновению образовавшихся радиоактивных ядер. Не касаясь пока вопроса о постоянстве потока бомбардирующих частиц, остановимся на последних двух факторах. [c.18] Однако последний пример экстремальный как в отношении потока, так и сечения активации. По оценке И. А. Маслова [15], при потоке тепловых нейтронов порядка 10 нейтрон [см сек) эффект выгорания ядер исходного изотопа наблюдается только при сечении активации порядка 1000 барн (10-2 см ) и выше. В целом для обычно используемых потоков тепловых нейтронов 10 —10 нейтрон см сек) и времени облучения несколько суток выгорание ядер исходного изотопа является крайне редкой проблемой. Для сравнения можно подсчитать, что при облучении Аз , имеющего среднюю величину сечения (У = 5,4-10—см ), в течение 3 суток в потоке 10 нейтрон см сек) выгорит всего примерно 0,01% исходных ядер. [c.19] Если к /а , то уравнение (2.9) переходит в уравнение (2.3). Однако если X fo , то это приводит к уменьшению величины At по сравнению с А , рассчитываемой по уравнению (2.3). [c.20] Таким образом, при определенных условиях величина индуцированной активности для данного изотопа перестает быть прямо пропорциональной потоку бомбардирующих частиц. [c.21] Следует отметить, что количество радиоактивных изотопов со столь высокими сечениями захвата нейтронов весьма ограничено. Поэтому для большинства изотопов эта поправка при облучении в потоках 10 —10 нейтрон см X хсек) оказывается несущественной. [c.21] Вернуться к основной статье