ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные особенности и области применения активационного анализа из "Активационный анализ Издание 2" С другой стороны, современная техника предоставляет в распоряжение аналитика целый )1абор источников активирующего излучения, с помощью которых можно осуществлять активационное определение практически всех элементов периодической системы. Нередко эта способность метода реализуется на практике в схемах анализа, предусматривающих определение значительного числа элементов из одной небольшой навески, что сразу же дает обширную аналитическую информацию. [c.9] Некоторые виды излучений, как применяемые для воздействия на ядра элементов, так и испускаемые последними в ядерных процессах, обладают достаточно высокой проникающей способностью, что позволяет проводить инструментальный анализ представительных по массе проб. Причем успех инструментального подхода главным образом связан с тем фактом, что один из основных видов ионизирующего излучения радиоактивных ядер (у-излучение) является характеристическим, что дает возможность по параметрам излучения (энергия, период полураспада и интенсивность) проводить идентификацию элементов и их избирательное количественное определение. [c.9] Отмеченная особенность активационного анализа позволяет отнести его к наиболее надежным методам определения малых содержаний элементов в самых разнообразных объектах. По этой причине он часто рассматривается как арбитражный метод в области крайне низких концентраций элементов. В то же время у активационного анализа нет каких-либо существенных концентрационных ограничений и он с одинаковы.м успехом может работать в широкой области — от предела обнаружения до макроконцентраций. При этом точность получаемых результатов достаточно высока и погрешность в большинстве случаев находится в интервале 1 —10 отн.%. [c.10] Конечно, активационный анализ, как и любой другой аналитический метод, не свободен от затруднений и помех, которые неблагоприятным образом сказываются на его характеристиках и могут серьезным образом осложнить выполнение анализа. Поэтому для достижения максимального эффекта требуется хорошее понимание сущности метода и его аналитических возможностей. [c.10] 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] Хотя потенциально активационные методы могут быть полезны при решении широкого круга аналитических проблем и эти возможности постоянно реализуются на практике, примеры чего можно найти в периодической литературе по химии, однако четко выделяются два направления, где применение активационного анализа наиболее эффективно. Имеются в виду определение содержания малых компонентов в различных природных и промышленных объектах и экспрессный инструментальный анализ в области средних и высоких концентраций (10 —100%). Детальное рассмотрение практических применений активационных методов не входит в задачу данной книги, и поэтому ниже для иллюстрации их аналитических возможностей приведены только некоторые наиболее интересные примеры. [c.11] Развитие современной техники вовлеко в сферу производства значительное число новых материалов и обусловило систематическое и непрерывное повышение требований к их качеству [9, 15]. Как уже упоминалось, реакторостроение было одной из первых отраслей техники, которая предъявила высокие требования к чистоте материалов, используемых в качестве горючего (U), замедлителя (тяжелая и обычная вода, графит) и для изготовления различных конструкций и устройств внутри активной зоны (Zr, А1, Be и др.). Эти материалы не должны содержать элементов с высоким сечением поглощения тепловых нейтронов. В ряде случаев требуется также отсутствие элементов, дающих при облучении долгоживущие радиоизотопы с жестким Y-излучением. Для всех этих случаев были разработаны соответствующие активационные методики, позволившие получить требуемую чувствительность определения (10 —10 %) для большей части нежелательных примесей. [c.11] Высокая чувствительность и надежность активационных методов привели к их широкому использованию в научных исследованиях, которые связаны с изучением крайне низких концентраций элементов. При этом активационный анализ часто позволяет быстро накапливать обширную аналитическую информацию, представляющую исключительный интерес для целых областей науки. [c.12] Прежде всего здесь следует отметить большой вклад в геохимию и космохимию [17, 18]. Изучение содержания малых концентраций элементов в земных породах дает сведения о геохимических процессах и может оказать помощь при поисках месторождений редких и рассеянных элементов. Активационный анализ применяется для исследования вариаций изотопного состава некоторых элементов и для ядерной геохронологии. В последнее время активационный анализ оказывается одним из ведущих методов при изучении хи.мического состава вещества, доставленного с поверхности Луны [19]. [c.12] Велико значение этого метода для биологии, медицины н смежных дисциплин [20, 21]. Эти науки заинтересованы в установлении содержания малых компонентов, роль которых в биологических процессах часто велика. Кроме того, такие исследования позволяют оценить воздействие некоторых элементов на живой opгaниз при попадании через продукты питания или при хроническом отравлении на производстве. Можно также изучать процессы миграции элементов в организме и накопления нх в отдельных органах. Аномальное содержание какого-либо элемента может указывать на нарушение процессов обмена и, таким образом, давать дополнительную информацию при диагностике заболевания. [c.12] Широко ири-меияется активационный анализ и в криминалистике [22]. Исследование незначительных материальных следов, обнаруженных на месте преступления, может представить убедительные доказательства в пользу наличия или отсутствия причастности подозреваемых к преступлению. Активационным методом можно проверить предположение об отравлении некоторы.ми веществами, разоблачить подделку и провести ряд других исследований. [c.13] Намечаются широкие перспективы применения активационных методов в сфере материального производства. Здесь круг аналитических проблем, в решение которых они могут внести существенный вклад, весьма обширен и простирается от поиска полезных ископаемых до оперативного контроля за качеством готового продукта. При этом наибольшее значение имеют такие параметры метода, как возможность проведения инстру.ме.нталь-ных и экспрессных определений. Естественно, что аналитическое оборудование, предназначенное для работы в производственных условиях, должно быть достаточно простым и надежным [23, 24]. По этой причине основными источниками активирующего излучения являются относительно недорогие радиоизотопные источники и нейтронные генераторы. Из-за более слабой интенсивности этих источников область аналитических концентраци не опускается ниже 10 —Ю %. [c.13] многих случаев индустриального применения были разработаны весьма быстрые и экономичные методики, роль которых особенно велика при массовом анализе проб близкого состава. Так, в геологии активационные. методы анализа горных пород и руд позво ляют ускорить поиск полезных ископаемых. Их значение велико и для горнообогатительной, металлургической и некоторых других отраслей производства. [c.13] Причем аналитические определения могут производиться как обычным способом отбора проб с последующей обработкой в аналитической лаборатории, так и непосредственно иа ленте конвейера, в трубопроводе, на месте залегания и т. д. Возможен также дистанционный автоматический активационный анализ внутри геологической скважины, на морском дне и даже на поверхности других планет [25]. [c.13] Если говорить об анализе методом отбора проб,, то наиболее ярким примером может служить активационное определение кислорода в продуктах металлургического производства. Анализ здесь требует всего нескольких минут, в то же время он обеспечивает достаточно высокую чувствительность и надежность определения [26]. Анализ на конвейере или в потоке может быть успешно использован для оперативного управления технологическим процессом [24]. [c.13] Перечисленные примеры охватывают далеко не все возможные области применения активационного анализа, которых с каждым годом становится все больше. Об интенсивном развитии метода свидетельствует постоянный и довольно быстрый рост публикаций (рис. 1), общее число которых по ориентировочной оценке уже превысило 10 Имеющиеся сейчас в наличии основные библиографические источники дают возможность оперативно ориентироваться в этой массе информации [27, 28]. Текущая библиография по активационному анализу постоянно публикуется в приложении к Л. Яас11оапа-1у1. СЬет151гу. Недавно в Англии начал выходить ежеквартальный реферативный журнал по нейтронному активационному анализу [29]. [c.14] Имеются положительные сдвиги в систематизации ядернофизических данных необ.ходимых для активационных определений, что на-шло отражение в выходе ряда справочников [30—32]. Однако эта работа еще требует продолжения. [c.14] за сравнительно короткий период вре.мени, прошедший с момента открытия искусственной радиоактивности, активационный анализ проделал сложный и быстрый путь от необычного лабораторного метода, которым он представлялся вначале,, до одного из ведущих методов современной аналитической, химии. Несомненно, что дальнейшее развитие принесет ему новые успехи и расширение сферы практических приложений. [c.14] Вернуться к основной статье