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中子活化分析原理及應(yīng)用概述

更新時間:2015-10-22       點(diǎn)擊次數(shù):3003
 一、中子活化分析原理及操作
 
    所謂中子活化分析是利用有一定能量和流強(qiáng)的中子、帶電粒子或高能r光子去轟擊待分析樣品,使樣品中核素產(chǎn)生核反應(yīng),生成具有放射性的核素,然后則測定放射性核素衰變時放出的瞬發(fā)輻射或緩發(fā)輻射,對元素作定性定量分析,從而確定樣品中的元素含量。
 
    中子活化分析的基本過程:首先尋找*方案,熟悉樣品的屬性,大致特征,計算*輻射條件和冷卻時間。接著,制備樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品,后者為防止反應(yīng)堆中子強(qiáng)度變化帶來的誤差作參照標(biāo)準(zhǔn)。不同形態(tài)的樣品采取不同的制備方法。固體塊直接截取放入容器中,粉末狀還應(yīng)稱重,液體要放在聚乙烯容器或石英安瓶內(nèi),氣體量好體積后放入石英管中。樣品制好后放入金屬罐內(nèi),等待輻射。接著選擇*的輻射源,是使用反應(yīng)堆、加速器還是同位素中子源。然后進(jìn)行輻射、冷卻,輻射源工作的同時探測系統(tǒng)(包括半導(dǎo)體探測器,閃爍計數(shù)器等探測器和多道分析器)開始運(yùn)轉(zhuǎn),測定核素的半衰期和射線能量、強(qiáng)度,zui后是利用電子計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
 
二、中子活化分析的應(yīng)用
 
     中子活化分析在考古學(xué)中主要用來測量陶瓷器、玻璃、銀幣、銅鏡、燧石、骨頭化石等樣品中的微量元素和痕量元素,進(jìn)行統(tǒng)計分析,尋找共同性和差異性,從而確定元素成分的演變、產(chǎn)地及礦源等。不同地區(qū)的陶瓷土的元素組成差異,特別是微量、痕量元素組成差異大于它們在同一陶土源不同部位的漲落。以我國古瓷研究為例,古代瓷器原料就地取材,其中所含的微量元素種類不多,一般不影響瓷器質(zhì)量,但在瓷器中長期保存,因而成為各類瓷器的分辨特征。經(jīng)中子活化分析不僅確定了古瓷中微量元素的古瓷窯窯系,分析了各處古窯的瓷土來源,瓷釉中元素含量的分布說明了原料配方上的差別。更重要的是利用中子活化分析的測量數(shù)據(jù)建立了各窯系、各瓷類的微量元素特征譜系,瓷類特征譜系因配料不同而形成,其中所含的元素和含量有明顯差別,如浙江龍泉窯青瓷釉的宋代和明代特征迥異。外國學(xué)者用中子活化分析技術(shù)已積累了許多資料。通過對古陶瓷的大量數(shù)據(jù)積累從中選出地域性特征微量、痕量元素及其含量,用現(xiàn)代陶器、源粘土進(jìn)行對比,進(jìn)一步推斷古陶瓷的制作年代和燒制地點(diǎn)。我國也用此法進(jìn)行研究。

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