ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исторический обзор из "Активационный анализ Издание 2" Возникновение и развитие активационного анализа базируется на выдающихся достижениях целого комплекса наук, связанных с исследованием ядра, ядерных реакций и радиоактивности. Особое влияние на этот процесс оказали ядерная физика и радиохимия. Важную роль сыграло также стремительное развитие ядерной техники. [c.5] История открытия радиоактивности и последующих событий, приведших к гигантским последствиям в науке и технике, довольно хорошо известна [1], и нет необходимости на ней останавливаться. Отметим только два открытия, непосредственно подготовивших почву для возникновения активационного анализа. [c.5] В 1919 г. Резерфорд на примере взаимодействия а-частиц с ядрами азота доказал возможность осуществления ядерных реакций. А в 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри при облучении алюминия а-частицами полония получили искусственный радиоизотоп фосфора. В течение последующего года было исследовано уже более пятидесяти новых радиоизотопов. Быстрый прогресс в изучении ядерных реакций и искусственной радиоактивности довольно скоро привел к их использованию в аналитических целях. [c.5] Это произошло в ходе обстоятельных экспериментов венгерских химиков Хевеши и Леви по изучению радиоизотопов редкоземельных элементов, образующихся при облучении нейтрона. 1и Ка—Ве-источника, когда ими в 1936 г. была показана возможность определения примеси Оу в препаратах V [2]. Позднее Сиборг и Ливенгуд [3] применили дейтроны, ускоренные в циклотроне, для определения примеси Са в железе. [c.5] Значительному развитию нейтронного активационного анализа способствовала разработка малогабаритных, относительно недорогих нейтронных генераторов. Первые примеры использования этих приборов для аналитических целей относятся к 1953 г. [c.6] Несмотря на много меньшие значения нейтронных потоков и соответственно более низкую чувствительность, применение нейтронных генераторов оказалось очень перспективным для определения некоторых легких элементов и для разработки инструментальных методов, обладающих высокой экспресс-ностью и надежностью. [c.6] Что касается внедрения заряженных частиц и жестких фотонов в аналитическую практику, то первоначально оно происходило весьма медленно. Этот факт прежде всего был связан с незначительным распространением и высокой стоимостью соответствующих ускорительных установок. При этом по чувствительности анализа они значительно уступали реакторам. Лишь успехи в конструировании ускорителей стимулировали более-интенсивное развитие этих методов, начиная примерно с середины 60-х годов. [c.6] По способу выполнения аналитического определения в активационном анализе развились два основных направления. В одном из них избирательность анализа основывается на ядерно-физических свойствах элементов и образующихся радиоизотопов. Поскольку прн этом сохраняется целостность анализируемой пробы, то это направление получило название инструментального активационного анализа. [c.6] Значительное развитие инструментальный подход получил в связи с появлением сцпнтилляционного метода спектрометрии ионизирующих излучений. Длительное время он даже составлял основу инструментального активационного анализа. Однако с середины 60-х годов в практику активационного анализа входит спектрометр с Ое(Ь1)-детектором. Его замечательная особенность состоит в высоком энергетическом разрешении, которое на порядок превышает разрешение сцинтилляционных детекторов. [c.6] Большие возможности для инструментального направления открыли вычислительные машины. Значительно ускорив проведение расчетов, они позволили математическими средствами решить две очень важные для активационного анализа проблемы, касающиеся выбора оптимальных условий и методик инструментального анализа, а также повышения точности и надежности обработки многокомпонентных спектров. Важным следствием применения вычислительных устройств явилось также создание полностью автоматизированных систем для выполнения активационного анализа практически без участия оператора. [c.7] Однако инструментальные методы испытывают и определенные затруднения, связанные с ограниченной временной и энергетической разрешающей способностью имеющихся приборов, сложностью обработки результатов измерений, помехами от сильноактивирующихся компонентов анализируемой пробы. [c.7] Альтернативный подход связан с разложением пробы и последующим применением химических процедур, избирательность которых определяется уже физико-химическими свойствами элементов. Это направление получило название радиохимического. [c.7] Поскольку радиохимическое выделение может сочетаться с интегральными методами регистрации ионизирующего излучения радиоизотопов, то это часто обеспечивает более высокие чувствительность и точность, чем в случае инструментального подхода. В то же время выполнение радиохимических процедур делает анализ более трудоемким и длительным. [c.7] До середины 50-х годов радиохимический подход явно преобладал. Лишь появление сцинтилляционных гамма-спектрометров привело к вытеснению радиохимического метода из тех областей, где инструментальный подход имел неоспоримые преимущества. [c.7] Первоначально радиохимическое разделение обычно основывалось на методе осаждения, существенный недостаток которого— соосаждение вместе с выделяемым элементом посторонних радиоэлементов. Поэтому для получения правильных и надежных результатов требуются длительные операции радиохимической очистки, что сильно увеличивает трудоемкость и длительность анализа и делает невозможным использование корот-коживущих радиоизотопов. Так, в ранних работах по активационному анализу, включающих радиохимическое разделение, применялись только радиоизотопы с периодом полураспада более 1 ч. [c.7] Новые методы позволили заметно ускорить разделение элементов. Мейнке на большом числе практических примеров доказал даже возможность экспрессных радиохимических разделений при активационном анализе различных объектов [4]. На выделение элемента при этом требуется всего несколько минут. В результате граница распространения радиохимического варианта сместилась к радиоизотопам с периодом полураспада, начиная примерно с 2 мин. [c.8] Важное значение для радиохимического подхода приобрел метод субстехиометрического выделения, который применительно к активационному анализу был предложен и развит Ружич-кой и Стары [5]. Субстехиометрический метод заметно упрощает процедуру радиохимического разделения при одновременном повышении избирательности. [c.8] Некоторое время, когда уже вполне сформировались оба направления активационного анализа, они развивались параллельно и даже несколько противопоставлялись друг другу. Однако вскоре было обнаружено, что сочетание обоих методов часто дает исключительно хорошие результаты. В частности, комбинированные методы позволили создать быстрые и надежные методики определения большого числа элементов в пробах любого химического состава. [c.8] В заключение несколько слов о развитии активационного анализа в СССР. В предвоенные годы исследования в области ядерной физики, радиохимии, естественной и искусственной радиоактивности в нашей стране находились на высоком уровне [6]. Впервые на интересные возможности, которые открывает использование искусственной радиоактивности в аналитических целях, обратил вни.мание А. А. Гринберг [7]. Однако Великая Отечественная война не позволила развернуть намеченные исследования. [c.8] Непосредственно перед началом войны в Радиевом институте Б. С. Айдаркиным и др. [8] была разработана методика фото-нейтронного определения бериллия в рудах. Источником жесткого уизлучения служил радий. Фактически это была первая в мировой практике попытка применить фотоядерные реакции в аналитических целях, но результаты этой работы были опубликованы только в 1957 г. [c.8] Вернуться к основной статье