什么是中子活化分析(Neutron Activation Analysis)？

中子活化分析（NAA）是一種非常靈敏和準確的測定物質樣品中元素的方法。樣品以放射源中的中子為目標，這會導致許多元素以特定頻率發射伽馬射線，它是研究樣品元素組成的最有用的科學技術之一，在分析化學、地質學和，法醫學和其...

中子活化分析（NAA）是一種非常靈敏和準確的測定物質樣品中元素的方法。樣品以放射源中的中子為目標，這會導致許多元素以特定頻率發射伽馬射線，它是研究樣品元素組成的最有用的科學技術之一，在分析化學、地質學和，法醫學和其他領域。

中子活化分析可以分析固態、液態和氣態的樣品。當中子擊中原子核時，它通常被吸收，形成較重的同位素并發射伽馬射線。在許多情況下，這些同位素不穩定，會衰變成另一種更輕的同位素，同位素在短暫的延遲后，以該同位素特有的能量發射一個或多個伽馬射線。例如，鈉最常見的同位素鈉23可以吸收中子，形成不穩定的同位素鈉24，然后衰變成鎂-24，以特定能量發射兩種伽馬射線。通過測量伽馬射線的能量和發射量，可以確定樣品中存在的元素及其豐度。當中子被吸收時立即發射的初始伽馬射線稱為瞬發伽馬射線，但是通常測量的是延遲伽馬射線。

中子活化分析的一個著名例子是，發現約翰·肯尼迪遇刺現場的所有子彈碎片都來自同一兩顆子彈，中子活化分析是一項非常敏感的技術它可以探測到百萬分之一或更少的元素，在某些情況下，可以降低到十億分之一。這種方法也非常通用，因為它可以分析固態、液態和氣態的樣品，并且可以處理小于0.000035盎司（0.001克）的樣品。中子源有時被稱為中子榴彈炮輕元素受到α粒子的影響，它們的原子核會發射中子。鈹元素特別適合于此目的。通過將鈹與α粒子源（如钚239或鐳226）混合，可以產生一個強大的中子源。這可以被適當的輻射屏蔽包住，但是在美國田納西州橡樹嶺，高通量同位素反應堆（HFIR）為橡樹嶺國家實驗室提供了中子源，使其成為中子活化分析的主要中心。放射性元素通過核產生中子裂變，例如californium-252，也可以在更小的范圍內使用，允許使用桌面大小的中子源。中子活化分析有著廣泛的應用。它可以用于制造業檢測金屬中的雜質，在生物學中用于研究微量元素的代謝，在地質學中用來分析巖石和土壤樣本，在法醫學中從犯罪現場的樣本中獲得關鍵信息。中子活化分析的一個著名的具體例子是發現約翰·肯尼迪遇刺現場的所有子彈碎片都來自同一把槍發射的同一顆子彈另一個例子是在白堊紀和第三紀地質時期交界處發現了一層富含銥的沉積物，這表明一次重大的隕石撞擊或多或少與標志著恐龍滅亡的大規模滅絕事件相吻合。

發表于 2020-09-07 07:29
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分類：科學教育

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