Активационный анализ ускорители

При гамма-активационном анализе используют радиоизотопы гамма излучатели, Ат либо ускорители, в которых тормозное гамма-излучение возникает при взаимодействии потока электронов с атомами ряда тяжелых металлов. Определяют в основном легкие элементы кислород, азот, углерод. [c.379]

Возникновение и развитие активационного метода анализа—одного из быстро прогрессирующих аналитических методов — базируется на выдающихся успехах целого комплекса наук, связанных с исследованием ядра, ядерных реакций и радиоактивности. Наибольший вклад в развитие активационного анализа внесли ядерная физика и радиохимия. Не менее важную роль сыграло стремительное развитие таких отраслей техники, как конструирование и строительство ядерных реакторов, различных ускорителей заряженных частиц, производства приборов для ядер-но-физических исследований и т. д. [c.6]

Здесь следует отметить, что хотя для проведения активационного анализа можно использовать многие источники ядерных частиц малой и средней энергии, однако при их рассмотрении наибольшее внимание было уделено установкам, которые уже нашли широкое применение в исследованиях по активационному анализу. Подробно также рассматриваются простые и недорогие установки, хотя некоторые из них только начинают находить практическое применение. Сложные и дорогостоящие установки, которые к тому же сравнительно редко используются для активационного анализа (циклотрон, линейный ускоритель и т. д.), рассматриваются в самых общих чертах и главным образом с точки зрения характеристик, наиболее важных для активационного анализа. [c.26]

Практическое применение для активационного анализа нашли три типа электронных ускорителей электростатические ускорители, линейные ускорители и бетатроны. В электростатических ускорителях используется метод прямого ускорения электронов в постоянном электрическом поле. Высокое напряжение на ускорительную трубку обычно подается от электростатического генератора Ван-де-Граафа. С помощью электростатического ускорителя электроны ускоряются до энергий в несколько мегаэлектронвольт (3—5 Мэе). Предел энергии электронов, получаемых с помощью электростатического ускорителя, кладет утечка заряда по воздуху и пробой изоляции. [c.79]

Исключительно высокая чувствительность у-активационного анализа достигается при облучении в течении 8 дней. Так, для некоторых элементов (Сс1, Со, Аз и ЫЬ) предел обнаружения составляет 10 —10 г, что близко чувствительности активационного анализа на тепловых нейтронах маломощного реактора. Но пока эти данные не представляют практического значения из-за низкой производительности ускорителей электронов и малой экономичности анализов. [c.91]

Для активационного анализа с использованием заряженных частиц значительное затруднение часто создает выделение большого количества тепла при облучении мишени достаточно интенсивными потоками частиц. Количество тепла, выделяющегося на мишенях при облучении с помощью ускорителей, достигает нескольких киловатт. Выделившееся тепло может разрушить образец или привести к частичной потере вещества. Поэтому успешно облучать интенсивными потоками заряженных частиц можно в основном тугоплавкие материалы. [c.104]

Ускорители. В ядерной физике для ускорения тяжелых заряженных частиц в области энергий 0,1—30 Мэе используют электростатические ускорители, линейные ускорители и циклотроны. Из них наибольшее применение в исследованиях по активационному анализу нашел циклотрон. [c.106]

В целом ядерные реакции во многих случаях широко используются в изотопной технике — для получения радиоактивных изотопов из стабильных на ускорителях и в реакторах [18-22], в активационном анализе, в детекторах частиц, источниках излучения и т.д. При этом реализуются разные типы реакций, которые будут обсуждаться в соответствуюш,их разделах данной книги. [c.25]

Как и все другие методы, активационный анализ не является панацеей для всех элементов. Однако по мере увеличения пригодности для нужд активационного анализа портативных лабораторных нейтронных генераторов, имеющих приемлемую величину потока и являющихся дополнением к существующим установкам тина ускорителей Ван-де-Граафа и реакторов, этот метод постепенно будет привлекать все большее внимание и шире использоваться в практике аналитических лабораторий. [c.161]

Метод активации (активационный анализ). Вызывают искусственную радиоактивность в анализируемой пробе, облучая ее чаще всего нейтронами (но иногда и другими частицами) в атомном реакторе, циклотроне, или в ускорителе ван Граафа и т. п. Одновременно таким же способом облучают стандартный образец и проводят определение сравнением полученных радиоактивностей. [c.312]

Активационный анализ. Метод определения растворимости при помощи активационного анализа, также как и метод радиоактивных индикаторов, во многом подобен гравиметрическому методу "сухого остатка". При этом взвешивание заменяется активацией сухого остатка в ядерном реакторе (если облучение ведется нейтронами) или с помощью ускорителя (если облучение ведется заряженными частицами или у-квантами). Следует отметить, что активация заряженными частицами или у-квантами применяется лишь в тех условиях, когда исследуемый элемент не активируется нейтронами или же активируется со слишком малым выходом. [c.294]

Широкое использование ускорителей ионов для нейтронного активационного анализа, несомненно, будет зависеть от прогресса в конструировании простых в управлении, небольших по габаритам и недорогих ускорителей. [c.71]

Из-за ограниченной избирательности инструментальный у-активационный анализ может найти широкое применение только в области концентраций выше 10"" %. Мощные ускорители электронов позволяют достигнуть более высокой чувствительности (до 10 —10"" %). Однако для ее реализации приходится прибегать к помощи более избирательного метода — радиохимическому выделению определяемых компонентов. [c.311]

Удобным источником ядерных частиц является ускоритель дейтронов. Этот прибор обладает рядом преимуществ по сравнению с реактором его легко включать и выключать при помощи обычного выключателя, он не требует критической цепной реакции и в процессе работы на нем не образуется радиоактивных продуктов деления. Доступны также портативные источники ядерных частиц, что делает метод активационного анализа крайне перспективным для промышленности. Мощные источники нейтронов позволяют анализировать пробы в количествах, меньших чем 1 мкг, с точностью 5%- [c.477]

В настоящее время при нейтронном активационном анализе следов элементов применяют два основных тина источников нейтронов 1) ядерные реакторы с высоким потоком нейтронов, 2) ускорители, дающие средние потоки нейтронов. [c.247]

Небольшие ускорители Кокрофта —- Уолтона, особенно с выходом 10 нейтрон/сек, даюш,ие потоки быстрых нейтронов порядка 10 нейтрон/см сек (или с замедлителем потоки медленных нейтронов около 10 нейтрон/см сек), широко используют в науке и промышленности для целей активационного анализа (см., например, [69]). Для безопасной работы машин с выходом 101 JJ Qii нейтрон/сек требуется приблизительно 1,5 или 1,8 ж соответственно бетонной защиты. Чувствительность, возможная при таких потоках, обсуждается ниже. Фотография нейтронного генератора Кокрофта — Уолтона с выходом 10 1 нейтрон/сек приведена па рис. 3. [c.250]

Наконец, линейные ускорители электронов большей энергии являются мощными источниками нейтронов, но стоят столько же или даже больше, чем исследовательский реактор со сравнимым или большим потоком нейтронов. Однако, когда такие ускорители используют в исследованиях по ядерной физике или радиационной химии, побочное применение они могут найти в активационном анализе — фотоядерном и нейтронном. На ускорителях с энергией более 10 Мэе реакции (у, п) и (у, р) можно индуцировать в образцах тормозным излучением, образующимся в мишени с высоким Z. При несколько больших энергиях индуцируются реакции (у,и)1 С, [c.250]

Примером активационного анализа, легко осуществимого в заводских лабораториях для текущего контроля, может служить способ определения углерода в железе и стали, предложенный Ардене и Бернгардом [1132]. Образец облучают дейтеронами или лучше протонами из небольшого электростатического ускорителя в 0,8 Мэв лабораторного типа. В обоих случаях образуется р-активный N с полупериодом 10,1 мин. по реакции (с1, п) [c.439]

Гамма-активационный анализ. Легкие элементы (И, О, С Ж) определяются с помощью активации -квантами, получающимися при применении бетатронов, микротронов и линейных ускорителей. [c.15]

Ядерно-активационный анализ [108] основан на облучении образца с целью получения одного или нескольких радиоактивных элементов. Радиоактивные образцы идентифицируют и измеряют их количество. Преимуществами этого вида элементного анализа являются высокая чувствительность и возможность определения многих элементов в одном небольшом образце. Для применения этого метода необходимы источник нейтронов с высокой энергией (ядерный реактор или ускоритель), сложное оборудование для обнаружения изотопов, соответствующий компьютер и опытный персонал. При наличии необходимого оборудования применение этого метода требует относительно меньших затрат времени и средств, чем другие, если одновременно определяют несколько элементов в одном образце. Это особенно важно в случае, когда количество анализируемого материала ограниченно. [c.368]

В качестве примера использования ускорителя заряженных частиц для активационного определения легких элементов приведем быстрый анализ малых количеств углерода в железе бом [c.138]

Энгельман [135 ]предложил обстоятельно разработанную методику у-активационного определения кислорода, углерода, азота и некоторых других примесей в бериллии, кальции, натрии и боре. Для облучений использовали линейный ускоритель (Е- = 28 Мэе, / = 50 мка). Поскольку все определяемые элементы дают при фотоактивации чистые позитронные излучатели, то для их идентификации и раздельного определения применили анализ кривых распада, которые измеряли с помощью автоматических счетных установок. Соответствующие ядерные реакции приведены в табл. 10. [c.93]

Циклотрон — резонансный ускоритель. Ионы набирают энергию при многократном ускорении, двигаясь в постоянном магнитном поле в резонанс с переменным электрическим полем высокой частоты. Магнитное поле, в котором находится ускорительная камера, заставляет ноны двигаться ио окружности, радиус которой тем больше, чем выше скорость ионов. По достижении необходимой энергии ионы попадают на исследуемую пробу (внутреннее облучение). Пучок ионов может быть также выведен из камеры циклотрона с помощью отклоняющей системы (внешнее облучение). Облучение на выведенном пучке больше подходит для активационных определений, поскольку при этом более просто решается проблема охлаждения, установки и извлечения проб в ходе анализа. [c.143]

ФАА представляет принципиально интересный, но практически редко используемый метод активационного анализа. Причина такого противоречия заключается в малой доступности линейных ускорителей, необходимых для получения электронов высокой энергии, которыми бомбардируют металлическую мишень для получения фотонов тормозного излучения достаточно высокой энергии и интенсивности. В методе ФАА определение большинства элементов основано на ядерных реакциях (7,п) и (7,р). ФАА используют в основном для определения легких элементов — углерода, азота, кислорода и фтора. ФАА детально описан Зегебаде и сотр. [8.4-15]. [c.130]

Возможности гамма-активационного анализа для определения элементного состава медико-биологических и экологических объектов / В.А. Балицкий, Ю.А. Драбкин, П.Я. Грузин и др. // Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве. Л. НИИЭФА, 1979. С. 132. [c.69]

Определение азота и фосфора в нормальных костях, тканях и опухолях скелета методом инструментального фотоядерного активационного анализа / В.М. Калашников, А.М. Литвицкий, Ю.С. Рябухин, В.Г. Хрущев // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара Применение ускорителей в элементном анализе различных веществ . М. ВДНХ, 1973. С, 50. [c.69]

Дальнейшие пути развития радиоактивационного анализа заключаются в повышении чувствительности, экспрессности и точности определения. Повышение чувствительности возможно путем использования более интенсивных потоков в ядерных реакторах большой мощности до 10 яе /пр/сж -сек,, использования работы реакторов в импульсном режиме с потоками до 10 — 10 нейт.р см сек в импульсе для определения по короткоживущим изотопам, создания ускорителей заряженных частиц с большой силой тока (порядка нескольких миллиампер) для целей активационного анализа, электронных ускорителей сэнергией до30Мэвя мощностью 10 рентг/м-мин для определения кислорода, азота и углерода. Повышения чувствительности и быстроты анализа можно достичь также путем разработки экспрессных химических методов разделения с почти количественным химическим выходом носителей. Чувствительность, быстрота и точность анализа зависят также от совершенства измерительной аппаратуры, в частности от создания полупроводниковых детекторов излучения с высокой разрешающей способностью и многоканальных спектрометров с вычитанием комптонов-ского фона. Большую роль в повышении точности определения должно сыграть применение методов статистической обработки результатов определений, а также разработка быстродействующих анализаторов с элементами электронно-вычислительной техники, позволяющих полностью автоматизировать обработку спектров и результатов измерений [36]. [c.14]

Позднее Швейкерт и Альбер [134] провели дальнейшие исследования возможностей у-активационного анализа 24 элементов. Для активации использовали тормозное излучение линейного ускорителя ( макс = 27 Мэе, / = 50 мка). [c.91]

В активиационном анализе используют ядерные реакции на элементарных частицах или у-квантах высокой энергии, получаемых в ядерном реакторе или на ускорителе. Правильный выбор ядерной реакции позволяет уменьшить или исключить побочные ядерные процессы и получить изотопы с нужными характеристиками излучения и тем самым добиться большей чувствительности активационного анализа. На рис. 47 приведена диаграмма ядерных процессов, на основе которой можно предсказать, какие изотопы будут возникать в результате различных ядерных реакций. Например, ядро-мишень с массой М (квадрат 6) после захвата нейтрона превратится в следующий по порядку более тяжелый изотоп со всеми ядерными свойствами квадрата 7 или при ядерной реакции, которая сопровождается [c.198]

Облучение анализируемого вещества проводят н ядерном реакторе нейтронами, заряженными частицами на циклотроне или потоком у-лучей бетатрона. Наибольшее значение приобрел нейтронный активационный анализ, который проводится облучением интенсивным потоком медленных (<0,001 Мэв) Н быстрых (1— 14Мэв) нейтронов в ядерном реакторе или с помощью нейтронного генератора. Медленные нейтроны вызывают п, у-реакцию, а быстрые —п, р- п,а и л, 2я-реакции. В отдельных случаях перспективно использование ускорителей. Чувствительность нейтронного активационного анализа на медленных нейтронах ядерного реактора приведена в табл. 19.1. [c.530]

Исторически развитие ускорителей было вызвано требованиями ядерной физики и высоковольтной техники. Для исследований по ядерной физике в интервале энергий 0,5—10 Мэе существенное значение имеют высокая стабильность высоковольтного напряжения и возможность приспособить ускоритель к решению специальных физических проблем. В настоящее время электростатический генератор Ван-де-Граафа обычно применяется для получения ускоренных элементарных частиц, например электронов, протонов или дейтронов с энергиями 2, 3, 4 или 6 Мэе. Могут также ускоряться частицы большей массы и с различными (не единичными) зарядами. В настоящее время возможно получение с помощью ускорителей на постоянном напряжении частиц более высокой энергии (так называемые тандем-ускорители). Оказывается возможным достичь удвоения или утроения энергии частиц без повышения высоковольтного напряжения на ускорителе. Для исследовательских целей все большее значение приобретают устройства, с помощью которых можно получать управляемые импульсы частиц однородной энергии. Так, например, с помощью пульсирующего ионного тока можно получать импульсы нейтронов, которые используются для возбуждения атомного реактора в подкритиче-ском режиме или для проведения различных измерений по нейтронной физике. Эти нейтроны могут также использоваться и для активационного анализа. [c.86]

Активационный анализ. При облучении нейтронами, протонами и другими частицами высокой энергии многие нерадиоактивные элементы становятся радиоактивными. Активационный анализ основан на измерении этой радиоактивности. Хотя в принципе для облучения могут быть использованы любые частицы и у-кванты, наибольщее практическое значение имеет процесс облучения нейтронами. Применение для этой цели заряженных частиц связано с преодолением более значительных технических трудностей, чем в случае нейтронов. Основными источниками нейтронов для проведения активационного анализа являются атомный реактор, ускоритель и так называемые портативные источники (радиевобе-риллиевый и др.). В последнем случае а-частицы, полу-чивщиеся при распаде какого-либо а-активного элемента (Ка, Кп и т. д.), взаимодействуют с ядрами бериллия, выделяя нейтроны [c.94]

Важно также обратить внимание на то обстоятельство, что отмеченные высокие аналитические параметры часто могут быть достигнуты только с помощью довольно ДПООГОГО и сложного в эксплуатации оборудования. Успехи современного активационного анализа во многом обусловлены прогрессом в разработке и совершенствовании таких видов ядернофизического оборудования, как ядерные реакторы, различные типы ускорителей заряженных частиц, многоканальные анализаторы, средства регистрации ионизирующих излучений и т. д. [13]. Все более широкое распространение получают вычислительные машины, которые позволяют оптимально планировать режим анализа, облегчают и ускоряют обработку полученной информации, берут на себя функцию оперативного управления ходом аналитического определения. [c.10]

Ускорители ионов в качестве источников нейтронов. Сейчас ведутся еще предварительные исследования возможностей различных ускорителей ионов как источников нейтронов для активационного анализа [84]. Для получения нейтронов в ядерных реакциях с протонами, дейтронами и Не лучшие результаты дает бериллиевая мишень. С помощью толстой бериллиевой мишени выход нейтронов достигает следующих величин Не(20 Мэе) — 1,3-10 нейтрон/(сек-мка) р (14 Мэе)—6Х Х10 ° нейтрон/ сек-мка)-, с1 7,5 Мэе) — 1,4-10 ° нейтрон/ секХ Хмка). Средний ток современных ускорителей составляет 100 мка, следовательно, можно превратить ускоритель ионов в достаточно интенсивный источник нейтронов. [c.70]

Большие электронные ускорители Ван-де-Граафа с энергией 3 Мэе широко применяют в радиационно-химических исследованиях их можно использовать (и часто применяют) также в работах по активационному анализу на тепловых нейтронах. При токе пучка 1 ла в охлаждаемой мишеип с высоким Z (например, из золота) образуется тормозное излучение (непрерывный спектр рентгеновских лучей), а в окрун ающем блоке бериллия — нейтроны низкой энергии по реакции Ве(у, п) Ве, причем время ншзни мишени не ограничено. Реакция имеет порог 1,67 Мэе, поэтому необходимы фотоны с энергией выше этого значения. На таком ускорителе получаются в значительных объемах потоки тепловых нейтронов порядка 10 нейтрон J M -сек. Примерно такие же потоки получают при использовании вместо бериллиевого блока контейнера с тяжелой водой. В этом случае нейтроны образуются по реакции Н (у, п) Н с порогом 2,23 Мэе. Цена такого ускорителя около 125 ООО долл. [c.250]

Для активационного анализа чаще всего применяют реакции й, р) при облучении дейтеронами или реакции п, 7) при облучении медленными нейтронами с образованием р-излучающих продуктов, так как активность последних удобнее всего измерять. Характер и условия облучения должны быть в каждом случае выбраны с учетом рассмотренных выше факторов. При дейтеронном облучении часто достаточно сравнительно медленных дейтеронов в 1—2 Мэв из небольшого электростатического ускорителя, а для нейтронного — описанных на стр. 189 ампул, заполненных бериллием с 0,2—1 кюри радия или другого а-излучателя, --активного и др. Кратковременное облучение малой интенсивности иногда выгодно тем, что в случае большого эффективного сечения для исследуемого элемента по сравнению с остальными, имеющимися в пробе, оно не возбуждает посторонних активностей в такой степени, при которой они маскируют измеряемую. Наоборот, при открытии малых следов примесей или для реакций с малым сечением нужно длительное облучение мощными источниками большими циклотронами или урановыми реакторами. [c.437]

При наличии реактора, оборудованного пневмопочтой, для активационных определений используют реакции образования короткожи-вущ их радиоактивных изотопов. В этом случае проводятся измерения радиоактивности облученных образцов без химической обработки с использованием у-спектрометров. В отдельных случаях использование для активационного анализа короткоживущих изотопов возможно и не в реакторе. Так, для определения кислорода образцы облучают фотонами с энергией 10—30 МэВ с помощью бетатрона или линейного ускорителя электронов, при торможении которых на мищени появляется поток тормозного излучения — фотонов высокой энергии. Из кислорода по реакций Ю(у, n) S0 образуется радиоактивный изотоп кислорода с Ti/j = 2,1 мин и энергией позитронов 1,6 МэВ. [c.388]

Ядерный и атомный активационный анализ. Для этой специализированной области аналитической химии обычно требуются ядерные исследовательские центры, оборудованные аппаратурой от ядерных реакторов и ускорителей до относительно небольших ра-диоизотопных источников нейтронов. Это объясняется тем, что максимальные возможности методов определения следов элементов в образцах окружающей среды редко проявляются без специального ядерного оборудования и опыта работы в этой области. Несмотря на то, что один из наиболее чувствительных методов определения следов элементов — нейтронный активационный анализ (НАА) — конкурирует с аналитической пламенной спектроскопией, электрохимическими и люминесцентными методами и искровой масс спектрометрией, его крупным недостатком является продолжительная радиохимическая подготовка. В связи с этим в последние годы особое внимание было уделено разработке автоматизированных инструментальных методов НАА, которые не сопровождаются разрушением образца. [c.636]