Нейтроны тепловые, использование в активационном анализе

Радиоактивационный метод. Иногда чувствительность колориметрических и спектральных методов определения ртути в металлах высокой чистоты ниже, чем это требуется по техническим условиям. Применение нейтронного активационного анализа с использованием ядерных реакторов, в которых создаются потоки тепловых нейтронов 5-10 —10 нейтрон см -сек, позволяет определять 10 —10 % ртути в различных металлах. [c.156]

Активационный анализ с использованием тепловых нейтронов [c.45]

В аналитических исследованиях используется главным образом метод нейтронного активационного анализа при использовании других частиц некоторые основные принципы остаются теми же. При бомбардировке медленными нейтронами (их энергия примерно соответствует комнатной температуре, поэтому их называют тепловыми) атомные ядра могут захватывать эти нейтроны и превращаться в более тяжелые ядра. Во многих случаях новые ядра нестабильны и спонтанно распадаются с испусканием частицы или у-кванта, например [c.112]

Для нерадиоактивных элементов можно использовать метод, называемый нейтронным активационным анализом. В нейтронном активационном анализе анализируемую пробу бомбардируют медленными (тепловыми) нейтронами, некоторые из них захватываются атомными ядрами с образованием радиоактивных изотопов. Поскольку эти искусственно активированные ядра испускают характеристическое излучение, точно такое же, как и естественные радиоактивные элементы, их можно затем определить. Нейтронный активационный анализ является чрезвычайно чувствительным методом, им можно обнаружить до г элемента. Однако необходимость использования источника медленных нейтронов в некоторой мере ограничивает его применение. [c.678]

Уже многократно подчеркивалось, что активационный анализ с использованием тепловых нейтронов реактора — один из наиболее чувствительных аналитических методов. Чувствительность активационного определения элементов зависит от целого ряда факторов и может быть рассчитана, исходя из уравнения (2.13). Чтобы обсудить влияние этих факторов на чувствительность, перепишем это уравнение в несколько ином виде [c.114]

Среди остальных элементов, определяемых с помощью активации тепловыми нейтронами, не все равноценны в отношении чувствительности и легкости определения. Активационный анализ с помощью тепловых нейтронов относительно мало пригоден еще для пяти элементов (8, 2г, Са, Ре, РЬ), так как вследствие малых величин сечений активации, больших периодов полураспада и других факторов получается низкая чувствительность определения. Правда, для этих элементов при облучении в потоке высокой интенсивности [ 10 нейтрон см -сек)] и использовании эффективных методов выделения и измерения может быть достигнута чувствительность выше 10 г, которая не уступает чувствительности других физико-химических методов анализа. [c.65]

Что касается остальных элементов (всего 69 элементов), то активационный анализ на тепловых нейтронах позволяет определять их достаточно просто и надежно при использовании после облучения обычных методов обработки и измерения. Высокая чувствительность достигается даже при облучении средними потоками нейтронов [10 —10 нейтрон см сек)]. [c.65]

Гамма-активационный анализ. Как отмечалось выше, нейтронный активационный анализ оказывается недостаточно эффективным для некоторых элементов. Помимо упомянутого выше фтора следует отметить и цирконий, который содержит пять стабильных изотопов с массовыми числами 90, 91, 92, 94 и 96 (изотопы с массовыми числами 93 и 95 являются радиоактивными с 7 1/2 = 1,5 10 лет для и Т 1/2 = 64 суток для 2г). Очевидно, что нейтронное облучение всех стабильных изотопов с массовыми числами до 92 не приводит к образованию существенной активности, Содержание изотопов 94 и 96 составляет 17,5 и 2,5% ат., а их сечения захвата тепловых нейтронов малы 0,056 и 0,017 барна соответственно. Вследствие этого предел обнаружения циркония относительно велик. Положение улучшается при использовании гамма-активационного анализа под действием фотонов большой энергии. При облучении пучком таких тормозных фотонов мишени из циркония происходит вылет одного нейтрона из ядра и образование радионуклида циркония-89 с периодом полураспада 78,4 часа. Аналогично при облучении мишени, содержащей фтор, образуется фтор-18 с периодом полураспада 109,7 мин. Данный метод перспективен для определения скандия, титана, ванадия и некоторых других элементов, однако широкое применение его сдерживается дефицитом источников фотонов высокой энергии. [c.113]

В лабораторной практике радиометрическое титрование применяют сравнительно редко. Применение активационного анализа связано с использованием мощных источников тепловых нейтронов, и поэтому этот метод имеет пока ограниченное распространение. [c.272]

Активационный анализ с использованием тепловых нейтронов является наиболее чувствительным из аналитических методов определения хлора, причем чувствительность в отдельных случаях может быть повышена за счет увеличения потока нейтронов и времени облучения. При потоке нейтронов 10 нейтрон сж сек)-предел определения хлора в объектах (руды, соли) состав.ляет 10 —7-10 % [2, 16, 131,312,349], а для водных растворов — 10- -10-8 г мл [477, 993, 1069]. [c.127]

Нейтронно-активационным анализом с использованием тепловых нейтронов молибден можно определять двумя путями [c.172]

Кроме исследования распределения олова в стекломассе и толщины слоев, метод нейтронно-активационного анализа может быть успешно использован и для изучения изотопного обмена На — Зп в системе стекломасса — олово. Образец стекла диаметром 20 мм совмещали шлифованной стороной с поверхностью расплава олова и в таком состоянии нагревали до температуры 1100° С с последующим отжигом при этой температуре в течение 1 ч в среде очищенного аргона. Затем олово, находившееся в контакте с стекломассой, исходное олово и эталонный образец НагСОд облучали в потоке тепловых нейтронов 10 см сек пый анализ облученных образцов [c.211]

ДЛЯ определения содержания хрома нашел метод активации тепловыми нейтронами. В табл. 13 приведены ядерно-физические свойства изотопов хрома и сечения реакций на нейтронах [42]. При нейтронно-активационном анализе с использованием ядер-ных реакторов хром определяют по реакции (п, y) r. Конкурирующей реакцией является Ре (п, а) Сг, однако вследствие значительно более низкого сечения данной реакции (б 100 мбарн) и низкой распространенности изотопа Ре (5,84%) ее вклад несуществен. Так, при анализе горных пород он составляет 0,1—0,2% от содержания в них хрома [642]. Анализ железных метеоритов (—92% Ре) показывает, что при двухнедельном облучении потоком 1,4 10 нейтр1 см -сек) вклад указанной реакции составляет всего лишь 1-10 г/г [1051]. При анализе свинца высокой чистоты найдено, что 3,5-10 г железа будут давать такую же активность, как и 3 10 г Сг (предел обнаружения) [63], Радиохимические методы. При радиохимическом анализе облученных мишеней используют различные наиболее селективные способы разделения и очистки фракций определяемых элементов [239]. Широкое внедрение гамма-спектрометрической техники (см., например, [224, 235, 904]) позволяет существенно сократить, число операций очистки выделяемых фракций. Во многих случаях производят только групповое разделение или отделение элемента основы [95, 175, 618, 1066]. Этому способствует и то обстоятельство, что активность Сг, имеющего большое время жизни (см. табл. 13), обычно измеряют через 2 и более дней после конца облучения, когда все короткоживущие радиоизотопы уже распались. В табл. 14 приведены некоторые примеры радиохимических вариантов нейтронно-активационного определения хрома в различных объектах. Очень часто используют экстракционные методы. Для примера приведем методику нейтронно-активационного определения микропримесей Сг, Мп, Со, N1, Си и 2п в арсениде галлия высокой чистоты [531]. [c.100]

Активационный анализ с применением быстрых нейтронов использован для определения брома в тяжелых минералах [722], рудах и продуктах их обогаш ения [183], фосфор- [155[ и фторсо-держаш их органических соединениях [732]. Одновременно с бромом можно определить многие другие элементы. Однако по чувствительности этот метод уступает методу с использованием тепловых нейтронов. [c.156]

Для определения фосфора применяют нейтронно-активационный анализ с использованием тепловых (0,001 Мэе) или быстрых (1—14Мэе) нейтронов. Чувствительность определения фосфора составляет 1 10 г. [c.81]

Реальная чувствительность метода инструментального нейтронно-активационного анализа с использованием тепловых нейтронов (энергия менее 1 эВ) для пробы массой 1 г представлена в табл. 3.3 [20, гл. 12]. Видно, что для некоторых элементов (В1, Са, Сг, Р, Ре, МЬ, Ые, Т1, 2г) чувствительность заметно ниже, чем для остальных. Ее удается в ряде случаев значительно повысить, используя регистрацию спектров с облучением сверхтепловыми нейтронами, что позволяет устранить интерференцию слабых сигналов этих элементов с сигналами других элементов [20, гл. 46]. Все это, а также точность (ошибка 5% и менее) и простота анализа позволяют считать инструментальный нейтронно-активационный анализ наиболее универсальным для определения следовых количеств элементарных веществ в угле. [c.68]

Особенностью применения нейтронных генераторов является использование коротких облучений (не более 1 ч), что связано с небольшой продолжительностью жизни мишени — несколько десятков часов [61, 62, 67]. По этой причине активационный анализ с помощью нейтронных генераторов используется главным образом для определения элементов, при облучении которых быстрыми или тепловыми нейтронами образуются радиоактивные изотопы с периодами полураспада от нескольких секунд до нескольких часов. Естественно, что это также ограничивает возможность использования длительных и трудоемких радиохимических операций в тех случаях, когда химическое разделение необходимо. Однако Мейнке [68—71] указал наво.ч. [c.49]

В качестве монитора обычно используют определенное количество элемента, обладающего благоприятн,ыми активационными характеристиками. Например, для активационного анализа на тепловых нейтронах часто используют мониторы из золота, марганца, кобальта, меди и других элементов, а также некоторые сплавы (например, сплав кобальта с алюминием). Исходный материал должен быть в такой форме, чтобы из него без труда можно было бы сделать необходимое количество стандартных мониторов (определенной массы и формы). Чаще всего для этого используется проволока или фольга. Не следует упускать из вида и возможность повторного использования монитора после выдержки. [c.38]

Применение разных способов активации в сочетании с ядернофизическими средствами дискриминации, видимо, также представляет перспективное направление в развитии много-элементного инструментального активационного анализа. Первой попыткой, где достаточно широко использован такой подход, является работа Ш.митта и др. [359] по определению 14 основных элементов в горных породах и ка.менных. метеоритах. Схема анализа одной пробы включает многократные облучения разными видами активирующего излучения (быстрыми и тепловыми нейтронами, тормозным излучением) в различных режимах с последующим измерением у-излучения проб сцпн-тилляционным и полупроводниковым спектрометрами. [c.314]

Для большинства элементов наиболее чувствительным или наиболее удобным методом активационного анализа является использование тепловых нейтронов в качесгве бомбардирующих частиц, поскольку 1) большинство элементов имеют высокие значения сечения п, 7)-реакции на тепловых нейтронах 2) доступны очень высокие потоки тепловых нейтронов особенно в ядерных реакторах. [c.243]

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]

Заметное самоэкранирование потока нейтронов наблюдается при активации тепловыми нейтронами сравнительно больших образцов (1—10 г), содержаш,их значительные количества некоторых элементов с большими сечениями захвата нейтронов (особенно таких элементов, как Li, В, С1, Se, Мн, Со, Se, Rh, Ag, d, In, s, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Но, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg). В этом случае образцы, и особенно их внутренние слои, облучаются меньшим потоком тепловых нейтронов по сравнению с ожидаемым. Если это обстоятельство не учесть и не принять меры для преодоления этой трудности или для внесения соответствуюш,ей поправки, получаются заниженные результаты. К счастью, большинство обычных образцов пе содержит большого количества этих элементов (12 из 33 являются редкоземельными элементами), чтобы это обстоятельство становилось серьезной проблемой. Если при анализе образцов встречается такая проблема, можно обычно уменьшить ошибку, вызванную самоэкрапированием, до уровня, удовлетворяющего требованиям точности анализа, путем использования очень малых образцов (0,01—0,1 г) или сравнением с эталонами, приготовленными на той же основе и содер-ягащими известное количество определяемого элемента. Использование очень небольших образцов не влияет на абсолютную чувствительность определения, но отрицательно сказывается на концентрационной чувствительности. Кроме того, часто трудно получить очень небольшие образцы, являющиеся достаточно представительной пробой анализируемого материала. При использовании эталонов, приготовленных на основе анализируемого материала, самоэкранирование не исключается, а просто учитывается, что позволяет несколько увеличить абсолютную чувствительность. Возможный эффект самоэкранирования в образцах с неизвестным составом основы можно с успехом проконтролировать простыми измерениями поглощения тепловых нейтронов при помощи нейтронных источников низкой интенсивности. При правильной калибровке такие измерения могут дать соответствующую поправку на эффект самоэкранирования, которую следует внести в результаты активационного анализа. Самоэкранирование не является значительной проблемой при активации быстрыми нейтронами, поскольку в этом случае сечения захвата много меньше. Метод изотопного разбавления, который будет описан ниже, можно также использовать для определения поправки па самоэкранирование. [c.258]

Расширение объектов исследования и все возрастающие требования современной промышленности к чистоте материалов и к комплексному использованию сырья привели к разработке новых, более точных, быстрых и высокочувствительных методов определения марганца. Наиболее существенным достижением в аналитической химии марганца явилось использование ней-троно-активационного метода. Благодаря высокому значению поперечного сечения реакции радиационного захвата тепловых нейтронов природным изотопом Мп, этот метод позволяет определять марганец из очень малых количеств исследуемых проб и без их разрушения. Это имеет принципиально важное значение при анализе уникальных проб космического происхождения, что способствует решению ряда важнейших космогонических проблем, таких как нуклеосинтез, ядерная эволюция вещества Солнечной системы, а также созданию геохимической модели земной коры и верхней мантип. Большой интерес представляют работы по нейтроно-активационному определению ничтожно малых количеств радиоактивного Мп, образующегося в метеоритах и породах лунной поверхности за счет ядерных взаимодействий с космическими лучами. Этот изотоп позволяет изучать вариации интенсивности космических лучей и солнечной активности за последние десять миллионов лет. [c.5]