Нейтронно-активационный анализ сечение захвата

Обычные методы анализа недостаточно чувствительны для обнаружения следовых количеств примесей в веществах. При проведении анализа этими методами часто сталкиваются с проблемой холостых определений (разд. 8.3). Для определения следовых количеств примесей в веществе целесообразно применять метод активационного анализа, обладающий высокой чувствительностью. Этот метод основан на превращении определяемых примесей при помощи ядерных реакций в радиоактивные нуклиды с последующим количественным определением их активности. Из множества ядерных реакций для проведения активационного анализа практически пригодны только реакции с участием нейтронов, протонов, дейтронов, тритонов, а-частиц й фотонов. Для объяснения сущности метода допустим, что речь идет об однородном веществе, содержащем реакционноспособные ядра и в течение определенного промежутка времени подвергающемся действию потока нейтронов или заряженных частиц. Число образовавшихся радиоактивных нуклидов М пропорционально потоку нейтронов Ф, числу реакционноспособных ядер N и эффективному сечению захвата о ядерной реакции [c.309]

Чувствительность нейтронно-активационного анализа зависит от мощности потока нейтронов, способности элемента к захвату нейтрона сечение нейтронного захвата) и периода полураспада образовавшегося радиоактивного элемента. Выполняется соотношение [c.518]

Для проведения нейтронно-активационного анализа составлен каталог радиоактивные изотопов от И до С с приведением величин периодов полураспада, сечений захвата тепло ых нейтронов, энергии -излучения и других данных" . Методом нейтронно-активационного анализа можно определить 70 элементов с чувствительностью Ю -10 . [c.15]

Активационный анализ занимает значительное место в аналитической химии следовых количеств элементов. Он относится к наиболее чувствительным аналитическим методам преиму-шеством его является возможность проведения неразрушающего анализа. В то же время реальные возможности метода определяются соотношением значений поперечных сечений захвата ядерных реакций изотопов определяемых элементов и элементов матрицы и периодов полураспада соответствующих нуклидов. Эффективность активационного анализа зависит также от видов применяемого возбуждения нейтронами, заряженными частицами и фотонами. Поэтому часто становится необходимой предварительная радиохимическая подготовка пробы, например частичное растворение матрицы. [c.418]

Метод двойного обратного изотопного разбавления можно использовать в нейтронном активационном анализе, когда чрезвычайно трудно приготовить эталон сравнения. Такой случай может встретиться, когда имеется неправильной формы образец с высоким сечением захвата нейтронов, к которому нельзя подобрать эталон. Иногда образец облучается неоднородным потоком, что также создает трудности при сравнении с эталоном. [c.273]

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]

Хотя нейтронный активационный анализ и представляет собой метод, почти абсолютно необходимый для определения следов примесей, особенно в сверхчистых материалах, он имеет недостаток. Этот недостаток состоит в том, что материалы с большим сечением захвата нейтронов ослабляют нейт- [c.168]

Активационный анализ. Измеряя активность радиоактивного изотопа, образовавшегося после определенного времени облучения источником известной интенсивности, и зная сечение захвата нейтрона или захвата частицей и течение самой ядерной реакции, а также эффективность счетной установки, можно вычислить содержание интересующего нас элемента. Этот метод находит широкое применение для определения рассеяных элементов. [c.336]

Наряду с этим, в условиях интенсивного нейтронного облучения могут идти и процессы выгорания радиоактивного изотопа, по которому производится детектирование определяемого элемента. Это происходит в том случае, когда сечение захвата второго нейтрона значительно превышает сечение основной реакции. Образующийся при этом изотоп может быть как стабильным, так и радиоактивным. Процесс выгорания приводит к занижению результатов анализа по абсолютному счету импульсов и уменьшению чувствительности активационного метода в целом. Образование радиоактивного изотопа может усложнять активационное определение и интерпретацию полученных результатов. [c.143]

Активационный анализ на резонансных нейтронах. У многих изотопов реакция (п, у) при определенной энергии нейтронов имеет резонансные пики. В области резонанса сечение радиационного захвата может достигать исключительно высоких значений. [c.71]

В качестве ядерных частиц для облучения анализируемых проб при активационном анализе, повидимому, наиболее часто используются тепловые нейтроны. Если в исследуемом образце не содержится элемента, ядра которого имеют аномально большие поперечные сечения резонансного захвата в области тепловых энергий (например, цю ли Еи ). или если толщина образца не слишком [c.77]

Самым чувствительным методом обнаружения технеция является нейтрон-активационный [19]. Для реакции Тс (п, -у) Тс сечение захвата тепловых нейтронов составляет 2,6 1,3 барн [37], что позволяет определять З-Ю- г Тс . Однако на примесях, загрязняющих исходный технеций, также могут идти ядерные реакции с образованием Тс ", а именно Мо (л, у)Мо Тс , Тс ( , п ),Тс , Ки ( , р) Тс . Поэтому перед анализом необходимо проводить очистку анализируемого образца, причем степень очистки должна быть для Мо около 4 10 °, для Ке примерно 10 ° и для Ки приблизительно 16 . Для реакции Тс (п, у) Тс °° сечение захвата нейтронов равно 20 барн [21], что позволяет определять 2-10-"гТс 9. [c.100]

Внесен вклад в теоретические основы активационного анализа веществ с высоким сечением захвата нейтронов (на примере бора и кадмия). Предложена и экспериментально подтверждена полуэмпирическая формула расчета коэффициента самоэкранирования больших навесок бора и кадмия, что позволило впервые с необходимой точностью выполнять активационный анализ этих объектов. [c.5]

Активация нейтронами. Принципы нейтронного активационного анализа теперь уже хорошо установлены и больше но нуждаются в подробном разборе. Так как сечение захвата быстрых нейтронов обычно много меньше, чем сечение захвата медленных нейтронов [4], ошибки за счет самоэкранирования нри активационном анализе на быстрых нейтронах будут меньше. Так, нанример, в то время как для мышьяка сечение захвата медленных, или тепловых, нейтронов (эффективная энергия около 0,02 эв) равно 4,3 барн, его сечение поглощения для быстрых нейтронов, или нейтронов деления (эффективная энергия около 1 Мэв), составляет всего несколько миллибарн. Для хрома сечепие захвата медленных нейтронов равно 3,1 барн, а для быстрых нейтронов сечение захвата не определено. Но оно, вероятно, должно быть меньше, чем у мышьяка, так как, в общем, сечение захвата быстрых не11тронов уменьшается с уменьшением атомного номера [5]. Однако активация быстрыми нейтронами дает преимущества лишь в том случае, когда получается отвечающая предъявляемым требованиям чувствительность онределенпя следов примесей. При определении серы с помощью реакций 3 (га, на медленных нейтронах и 8 (р,п)Р на быстрых нейтронах сечение захвата быстрых нейтронов 8 несколько меньше, чем сечение захвата медленных нейтронов 8 (60 [6] и 260 мбарн [7] соответственно), но за счет большего относительного содержания и легкости регистрации наведенной активности в данном случае метод активации быстрыми нейтронами оказывается более чувствительным [8]. [c.169]

Тантал можно определить методом нейтронно-активационного анализа, так как поперечное сечение захвата тепловых нейтронов Та равно 20 барн. Небольшим поперечным сечением захвата тепловых нейтронов (—1 барн) Nb обязан применением в ядерной энергетике, но именно поэтому его невозможно определять нейтронноактивационным методом. [c.183]

Среди других методов количественного определения микропримесей важное место занял активационный анализ. Метод основан на облучении исследуемых веществ Нейтронами или заряженными частицами и возникновении в результате ядерно-хнмических реакций радиоактивных изотопов искомого элемента. Активность образующегося радиактивноТо изотопа пропорциональна концентрации определяемого элемента в образце. Часто количественное определение элемента производят не расчетным методом, а сравнением активности изотопа с активностью эталона. Активационный анализ незаменим и широко применяется для одновременного определения нескольких примесей, присутствующих в анализируемом веществе. Чувствительность метода зависит от интенсивности потока бомбардирующих частиц и сечения активации определяемого элемента. Поэтому очень высокая чувствительность достигается при бомбардировке нейтронами, получаемыми в ядерных реакторах с высокими плотностями потока. Обычные Ка-Ве-источники с малой плотностью нейтронного излучения снижают чувствительность и могут применяться для определения элементов, обладающих большим сечением захвата нейтронов, например, некоторых редкоземельных элементов, платиновых металлов и др. [c.89]

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]

Для определения кадмия используют абсорбционный метод и активационный анализ. В первом из них измеряют при помощи соответствующих детекторов ослабление потока нейтронов (испускаемого ампулой с подходящим радиоактивным веществом) при прохождении через испытуемый раствор [50] поперечное сечение захвата нейтронов в естественной смеси изотопов кадмия 2450 барн, чувствительность метода порядка IOO-пмкг d. Активационный анализ основан на облучении пробы в реакторе потоком нейтронов при этом природные стабильные изотопы и Gd (имеющие достаточно большие сечения активации) переходят в радиоактивные Gd и Gd. По у-излучению последних определяют содержание (тп) элемента в пробе для расчетов служит формула [c.137]

Очень Majnje содержания изотопа можно определять с большой чувствительностью, но не очень бо. 1ь-шой относительной точностью, методом активационного анализа (см. Радиоактивационный апи.гия), напр. 01" по характерному позитронному излучению F , образующегося при облучении пробы дейтронами по реакции 0 (d, п) F . Отношение Н D можно также находить по поглощению медленных нейтронов, для к-рых сечение захвата протона.ми во много раз больше, чем дейтронами. [c.101]

В отличие от спектрофотометрических и эмиссионных спектрографических методов активационный анализ с тепловыми нейтронами особенно чувствителен для этого элемента. Это частично объясняется тем, что сечение захвата тепловых нейтронов довольно велико, а частично тем, что период полураспада радиоактивного продукта удобен по времени для химической обработки облученного материала. Определение тантала в силикатных породах таким методом описали Аткинс и Смейлс [25] и Моррис и Олиа [26]. [c.338]

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]

В табл. 14 приведены сечения для тепловых нейтронов (0,026 Мэв), и главные резонансные пики. В ней помещены элементы, для которых найдены были особенно большие сечения захвата. Они служат хорошими детекторами нейтронов (стр. 435) и особенно пригодны, как объекты анализа активационным методом (стр. 230). В последних двух столбцах даны величины g и сечения а , вычисленные из (5—15). По приведенным выше причинам эти вычисления сделаны лишь для ядер с неслишком малыми Ег [84]. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология