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2. 超精细相互作用核分析（Hyper fine effect analysis）
• 利用原子核的磁矩和电四极矩与周围电磁场 之间的相互作用，分析核能级的移动和分裂，获 得周围环境的信息，从而探测物质的微观结构。 主要的超精细相互作用核分析包括 穆斯堡尔效应（Mössbauer effect）、 扰动角关联效应、核磁共振效应、正电子湮 灭效应（Positron-annihilation technique， PAT）、 中子衍射（Neutron diffraction）和 中子散射（Neutron scattering）技术等。
中子的基本性质（The basic property of neutron） Mass ---- >Mp , Mn=1.008665012 u Charge ---- zero 实验测得中子在电场中偏转 → (-1.5 ± 2.2) ×10-20 e Half life ---- 10.69 min n → 1H + e + 反中微子 Decay energy ---- Emax = (782 ±13) keV Spin ---- 1/2
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3.活化分析
• 活化分析技术始于1936年，是检测荷能中子束或带电 粒子束轰击试样所产生的瞬发辐射和缓发辐射，这种分析 技术近年来还用于分子活化分析和体内活化分析中。 • 活化分析主要包括带电粒子活化、γ射线活化和中子 活化三种。其中，中子活化分析灵敏度高、精度好，并可 进行多个元素的同时测定。活化分析的这些特点，在环境 研究中尤为凸显。例如，对于长距离大气输送问题，极区 大气颗粒的化学组成和来源，以及某些特殊情况下的环境 背景值测定等，当要求具有更高的灵敏度与准确度时，使 用其它传统方法是难以满足要求的。活化分析技术对于固 体环境样品（如大气尘埃、气溶胶、植物样品、大气悬浮 物等）中的痕量元素分析也具有明显的优越性。
A t ' 标 f N标 (1 e
A t ' 样 f N样 (1 e
0.693t / T1 / 2
)e
)e
0.693t '/ T1 / 2
0.693t / T1 / 2
0.693t '/ T1 / 2
由式3-8和式3-9，可推出
At '样 At '标 N样 N标 W样 W标 nt '样 nt '标
活化分析的原理
活化分析作为一种核分析方法，它的基础是核反 应。该方法是用一定能量和流强的中子、带电粒子或 者高能γ光子轰击待测试样，然后测定核反应中生成 的放射性核衰变时放出的缓发辐射或者直接测定核反 应中放出的瞬发辐射，从而实现元素的定性和定量分 析。当使用中子轰击待测样品的原子核时，待测样品 的原子核会吸收中子，在大多数情况下会形成不稳定 的具有放射性的同位素，这就是所谓的“活化”。 “活化”后的核素将按照自身的规律进行衰变，同时 放出γ射线。由于核素放出的γ射线与核素之间存在特 定的对应关系，通过测定放射线的能量和强度，便可 完成元素的定性和定量分析。这就是“活化分析”的 基本过程。
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ppb（10-9）
3. 非破坏：利用原样品
10-3 微克/1 克
2. 多元素：一次同时可分析 30-40 种核素
ppm parts per million ppb parts per billion ppt parts per trillion
中子特性概述 （Neutron characteristic）
• 式中
nt '样 --t’时刻测量的试样中待测核素的计数率； nt '标 --t’时刻测量的标准中待测核素的计数率。
• 于是，试样中待测元素的浓度为
nt '样 W标 C nt '标 m
中子活化分析技术 Neutron Activation Analysis (NAA)
• 1）什麽是中子活化分析 • 用中子照射样品，使之发生核反应，生成具有 一定寿命的放射性核素，对该放射性核素进行鉴别 和测量，从而得知原样品中的核素成分和含量。 • 特点： • 1. 高灵敏：ppm（10-6） 1 微克 / 1克 •
1.离子束分析
• • • • 用一定能量的带电离子轰击靶物质并与之发生相互作用， 靶材和离子束状态都发生变化，产生各种次级效应，通过分析 和测定这些次级效应来研究被轰击材料的结构和性质。 离子束分析技术于1968年问世，是一种重要的表面分析方 法，主要的离子束分析技术包括 核反应分析（Nuclear reaction analysis，NRA） 卢瑟福反散射（Rutherford backscattering spectrometry，RBS）、 质子诱发X荧光发射（Proton induced X-ray emission， PIXE）、 加速器质谱分析（Accelerator mass spectrometry，AMS） 沟道效应分析（Channeling technology，CT）等。
A t ' 6.023 10
23
N 6.023 10 23
W f (1 e 0.693t / T1 / 2 )e 0.693t '/ T1 / M
从原理上讲，活化分析是一种绝对分析方 法，然而在实际工作中，由于放射性的绝对测 量比较麻烦，σ和f值不容易准确测出，所以 在活化分析中很少使用绝对法，大都采用相对 法。所谓相对法，即配制含有已知量W标待测 元素的标准，与试样在相同条件下照射和测量， 由此可得
在活化分析中，一般照射后并不立即进行放射性 测量，而是让放射性样品“冷却”（即衰变）一 段时间，于是在辐射结束后t’时刻的放射性活度 为
At' At e
t '
f N (1 e
0.693t / T1 / 2
W M
)e
0.693t '/ T1 / 2
靶核数目为 ，θ为靶核的天 然丰度，W为靶元素的质量，M为靶元素相对原子 质量，6.023×1023为阿伏伽德罗常数。将N值代 入式3-5，得
活化分析基于核反应中产生的放射性核， 其放射性活度由下式（3-5）给出：
A t f N (1 e
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0.693t / T1 / 2
)
式中 T1/2—半衰期； f—粒子注量率； σ—核反应截面； N—靶核数目； t—照射时间； At—照射t时间时生成的放射性 核素的放射性总活度。