Neytron faollashuvini tahlil qilish

Neytron faollashuv tahlili (NAA) – bu neytronlar tomonidan nurlangan namunadan chiqarilgan gamma nurlarini oʻlchashga asoslangan analitik usul. Namunadagi elementdan gamma nurlarini chiqarish tezligi ushbu element kontsentratsiyasiga toʻgʻridan-toʻgʻri proportsionaldir. NAA ning asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

• Bu bir vaqtning oʻzida koʻplab materiallarda 70 tagacha elementni aniqlashga qodir boʻlgan koʻp elementli texnikadir.
• u buzilmaydi va shuning uchun hosilni aniqlash bilan bogʻliq xatolardan aziyat chekmaydi
• u NAA tomonidan aniqlanishi mumkin boʻlgan elementlarning koʻpchiligi uchun juda yuqori sezuvchanlikka ega – aniqlash chegaralari 0,03 ng dan 4 mkg gacha.
• bu juda aniq va aniq – koʻplab elementlar uchun 2-5% nisbiy standart ogʻishning umumiy xatolariga erishish mumkin
• bir necha mikrogrammgacha boʻlgan kichik namunalar NAA tomonidan tahlil qilinishi mumkin

Prinsip

NAA tomonidan namunalarni tahlil qilish jarayoni ularni neytron manbai bilan nurlantirishni oʻz ichiga oladi. Neytronlar namunadagi elementlar tomonidan ushlanib, beqaror radioaktiv izotoplar (radionuklidlar) hosil boʻladi. Beta zarralari va koʻp hollarda gamma nurlari radionuklidlar parchalanishi natijasida chiqariladi. Ushbu gamma nurlarining energiyasi, odatda, maʼlum bir nuklid uchun farq qiladi va bu fotonlarning maʼlum energiya bilan tarqalish tezligi yuqori aniqlikdagi yarim oʻtkazgich detektorlari yordamida oʻlchanishi mumkin. Gamma-nurlanishning hosil boʻlishi va parchalanish tezligi nuklidning yarim yemirilish muddatiga bogʻliq boʻlgani sababli, elementar oʻlchovlarni nurlanish va parchalanish vaqtlarini oʻzgartirish orqali optimallashtirish mumkin (yaʼni, namunaning neytron manbasi yaqinida qancha vaqt va namuna qachon joylashganligi). tahlil qilingan).

Jarayon

NAA uchun eng keng tarqalgan protsedura namunalarni va mos standartlarni issiqlik bilan yopilgan polietilen yoki kvarts flakonlariga joylashtirish va ularni bir vaqtning oʻzida nurlantirishni oʻz ichiga oladi. Ideal holda, namunalar yadro atrofida aylanadigan „dangasa syuzan“ qurilmasida nurlanadi va shu bilan namunalar va standartlar bir xil neytron oqimini boshdan kechirishini taʼminlaydi. Ketma-ket parchalanish davrlaridan soʻng har bir standart namuna koʻp kanalli analizator tizimiga ulangan yuqori aniqlikdagi germaniy detektorlari yordamida tahlil qilinadi. Fon sonidan yuqori energiya hududida toʻplangan gamma nurlari soni fotopiklarni hosil qiladi. Hisoblash tahlili tugallangandan soʻng, bu maʼlumotlar spektral maʼlumotlarni tekislaydigan va gamma-nurlari fotopeaklarining aniq maydonlarini aniqlaydigan murakkab kompyuter dasturlari yordamida qayta ishlanadi. Keyin dastur hududni hisoblash stavkalariga (daqiqada hisoblash yoki cpm) aylantiradi. Ushbu dasturlar bir-biriga oʻxshash va murakkab fotopeak energiya mintaqalarini hal qilishga qodir. Parchalanish vaqti farqlari, elektron oʻlik vaqt yoʻqotishlari va hal etilmagan shovqinlar uchun qoʻshimcha maʼlumotlar va namunadagi elementlarning koʻpligini hisoblash uchun namuna maʼlumotlarini (cpm / vazn) standart maʼlumotlarga (cpm / mkg) solishtiradi.

Tahlildagi xatolar

NAA tomonidan materiallarni tahlil qilishning asosiy xatosi gamma nurlarining energiya mintaqasidagi signalning fon nisbatiga asoslangan hisoblash statistik xatosidir. Fotopik maydonini aniqlash uchun bitta sigma xatosi umumiy hisoblarning kvadrat ildiziga (fon va aniq hisoblar) aniq hisoblarga boʻlinganiga tengdir. Misol uchun, 2000 ta umumiy hisob va 1000 ta aniq maydon bilan eng yuqori maydonni aniqlash taxminan 4,5% hisoblash xatosini keltirib chiqaradi.

Baʼzi elementar aniqlashlar uchun qoʻshimcha xato manbasi hal qilinmagan shovqinlar bilan bogʻliq. Eng jiddiy shovqinlar turli yadroviy reaktsiyalar natijasida bir xil radionuklidlar hosil boʻlganda yuzaga keladigan shovqinlardir. Misol uchun, U boʻlinish mahsulotlarining yuqori konsentratsiyasi La, Ce, Nd, Mo va Zr koʻpligini aniq aniqlashga xalaqit berishi mumkin. Bundan tashqari, baʼzi elementlarning aniqlanishi zarar koʻrishi mumkin, chunki ikki yoki undan ortiq radionuklidlar tomonidan chiqarilgan gamma nurlari tomonidan ishlab chiqarilgan fotopiklar osonlikcha hal etilmaydi. Bunday hollarda empirik tuzatishlar maʼlumotlarni qisqartirish tartibiga kiritilgan.

Oʻz-oʻzidan himoyalanish – bu namuna tomonidan boshdan kechirilgan neytron oqimi zaiflashganda sodir boʻladigan hodisa boʻlib, bu oʻz-oʻzidan himoyalangan namunalardagi nuklidlarning neytron faollashuvini kamaytiradi. Bu taʼsir namunada neytronni ushlash ehtimoli juda yuqori boʻlgan elementlarning yuqori konsentratsiyasi mavjud boʻlganda yuzaga keladi, bu maqsad maydon yoki kesma nuqtai nazaridan oʻlchanadi

.