9. Využití jaderných reakcí pro kvalitativní a kvantitativní chemickou analýzu





Neutronová aktivační analýza


·         nedestruktivní analýza prováděná přímo vložením vzorku do ozařovacího kanálu ozařovacího
zařízení (měření lze automatizovat)


·         využívá se známé jaderné reakce terčového jádra


·         po aktivaci se analyzuje gama spektrum z přímého ozařování („prompt gama“) nebo se


·         proměří se radioaktivní charakteristiky nuklidu vzniklého touto reakcí (apod.) --tímto
způsobem se identifikuje terčový nuklid


·         z velikosti aktivity pak lze soudit na kvantitu prvku


·         k vyhodnocení kvantity slouží standardy o známé hmotnosti, které se ozařují za stejných
podmínek


Průběh reakce


·        (n,g) probíhá nejčastěji v jaderném reaktoru (vysoký tok neutronů)


·        může být použit i jiný zdroj neutronů, pak je ale nutno ozařovat nuklidy s vysokým
účinných průřezem


·        vysoká citlivost (jako důsledek velkých účinných průřezů)

·        lze analyzovat více složek najednou


·        gama záření nuklidů vzniklých aktivací se analyzuje polovodičovým detektorem


·        v případech příliš složitých směsí je nutno vzorek chemicky dělit (extrakce, ionexy aj.)



Použití:

·        stanovení příměsí v čistých materiálech, horninách, kovech aj.

·        archeologie (obsah stopových prvků umožňuje stanovit původ použitých surovin)

·        výtvarné umění (cca 1 mg vzorku barvy umožní stanovit různé pigmenty charakteristické pro
určité období – lze vyloučit falzifikáty)

·        kriminalistika








Aktivační analýza kladnými projektily


Přímá metoda (analyzuje se aktivita vzniklého nuklidu)


·        jako zdroj projektilů slouží cyklotron

·        stanovení lehkých prvků (bor v křemíku, kyslík v oceli)


^10B(d,n)^11C


^16O(^3He,p)^18F












Metoda okamžitých částic


A(x,y)B







·        analýza je založena na studiu energie a počtu částic y (okamžité částice-vznikají při
rozpadu složeného jádra)

·        používá se pro stanovení stopových množství lehkých prvků



                                           ^10B(n,a)^7Li


                                           ^6Li(n,a)^3H


                                           ^14N(n,g)^15N









n-g karotáž (metoda okamžitých částic používaná v geologii)


º aktivační analýza uvnitř geologického vrtu


                           Z – zdroj neutronů ….^241Am-Be., ^252Cf


                           M – moderátor


                           D- detektor okamžitého g - záření



Z


D


M