Теоретические основы радиоактивационного анализа (активационного анализа)
, (3)
где σФNx — скорость образования радиоактивных ядер в пробе, λN — скорость их распада, Ф — плотность потока бомбардирующих частиц (см–2 с-1), σ — сечение реакции (см2), Nx — количество стабильного изотопа анализируемого элемента в облучаемой пробе.
Интегрируя уравнение (3), получим выражение для вычисления активности радионуклида, накопившегося в пробе за время облучения,
, (4)
где N — количество накопившихся радиоактивных ядер; tобл — время облучения.
Если время облучения намного больше периода полураспада tобл>>(8–10)Т1/2, то экспоненциальное слагаемое в (4) пренебрежимо мал по сравнению с единицей, и тогда
. (5)
Активность 
называется активностью насыщения или равновесной активностью.
Обычно после облучения какое-то время затрачивается на транспортировку пробы к установке детектирования, или проба специально выдерживается для распада мешающих анализу, более короткоживущих продуктов ядерных реакций. В результате распада активность определяемых радионуклидов тоже уменьшается в соответствии с выражением (1):
, (6)
где Aвыд — активность определяемого нуклида после выдержки; tвыд — время между концом облучения и началом измерения активности.
Вывод уравнения (4) сделан без учета уменьшения количества («выгорания») исследуемых стабильных ядер Nx в пробе при облучении, поскольку «выгорание» незначительно и заметно только для изотопов с большим сечением взаимодействия и при длительном облучении. Было также предположено, что плотность потока активирующих частиц во время облучения не меняется.
Ежегодно в мире проводится более сотни тысяч активационных анализов. В качестве примера можно упомянуть нейтронно-активационный анализ волос Исаака Ньютона, который был проведен в английском ядерном центре в Олдермастоне. Для исследования на присутствие золота и ртути облучение нейтронами продолжалось 5 дней, а на мышьяк, сурьму и серебро - до 14 дней. Оказалось, что содержание металлов с высокой токсичностью значительно превышало нормальный уровень, так количество ртути в волосах Ньютона в 40 раз превосходило норму. Полученные данные подтверждают предположение о том, что Ньютон в течение длительного времени болел вследствие ртутного отравления.
Инструментальный и радиохимический анализ.
Облучение исследуемых проб приводит к образованию смеси радионуклидов различных химических элементов, входящих в пробу. Идентификацию отдельных радионуклидов осуществляют либо по их ядерно-физическим свойствам (энергия и вид испускаемых частиц, период полураспада), применяя для этих целей счетчики гамма-квантов и β-частиц и гамма-спектрометры, либо измеряя активность радионуклида в течение какого-то времени для установления его периода полураспада. Данные об интенсивности отдельных видов излучения, принадлежность которых установлена, используют для расчета содержания элементов в исследуемой пробе. На Рис.1 показан пример определения элементного состава образца по спектрам гамма-излучения ядер примеси.
Публикации по єкологии
Экстракционно-фотометрический метод определения тяжелых металлов в природных водах
Для определения загрязняющих веществ используют
инструментальные методы современной аналитической химии, основанные на
измерении различных физических свойств определяемых веществ или продуктов их
химических превращений (аналитических реакций) с помощью физических и
физико-химич ...
Источники экологических опасностей. Пути гармонизации экологических отношений
В настоящее время вопросы обеспечения экологической безопасности
как конкретно взятого человека, так и мирового сообщества в целом выходят на
первый план. Почти повсеместно увеличиваются затраты на обеспечение
экологической безопасности. Растет количество научных исследований в ...