Co je analýza aktivace neutronů?

Analýza aktivace neutronů (NAA) je velmi citlivá a přesná metoda stanovení prvků přítomných ve vzorku materiálu.Vzorek je zacílen s neutrony z radioaktivního zdroje.To způsobuje, že mnoho přítomných prvků emituje gama paprsky při specifických frekvencích, z nichž lze identifikovat.Tímto způsobem lze detekovat přibližně 65 různých prvků.Je to jedna z nejužitečnějších vědeckých technik pro zkoumání elementárního složení vzorků a má mnoho aplikací v analytické chemii, geologii, forenzní vědě a dalších oblastech.těžší izotop a vyzařující gama paprsek.V mnoha případech jsou tyto izotopy nestabilní a po krátkém zpoždění se rozpadnou do jiného, lehčího izotopu a vyzařují jeden nebo více gama paprsků při energiích, které jsou pro tento izotop charakteristické.Například nejběžnější izotop sodíku mdash;sodík-23 mdash;může absorbovat neutron, který tvoří nestabilní izotop sodík-24, který se poté rozpadne do hořčíku-24 a vydává dva gama paprsky při specifických energiích.Měřením energie gama paprsků a emitovaného množství lze určit přítomné prvky a jejich hojnost ve vzorku.Počáteční gama paprsek, emitovaný okamžitě, když je neutron absorbován, je známý jako rychlý gama paprsek, ale obvykle se měří zpožděné gama paprsky. Analýza aktivace neutronů je velmi citlivá technika.Může detekovat prvky v jedné části na milion nebo méně a v některých případech až na jednu část na miliardu.Metoda je také velmi všestranná, protože může analyzovat vzorky v pevných, kapalných a plynových formách a zvládnout velikosti vzorků až na 0,000035 uncí (0,001 gramů).

Zdroj neutronů je někdy známý jako neutronový houf.Když jsou některé světelné prvky podrobeny alfa částic, jejich jádra emitují neutrony.Pro tento účel je obzvláště vhodný prvek berylium.Smícháním berylia se zdrojem alfa částic, jako je plutonium 239 nebo radium 226, lze vytvořit silný zdroj neutronů.To může být uzavřeno při vhodných zářeních, ale s otvorem, kde se mohou objevit neutrony.

Jaderné reaktory se také používají jako neutronové zdroje.V USA v Oak Ridge v Tennessee poskytuje izotopový reaktor s vysokým tokem (HFIR) zdroj neutronů v Oak Ridge National Laboratory, což z něj činí hlavní centrum pro analýzu aktivace neutronů.Radioaktivní prvky, které produkují neutrony prostřednictvím jaderného štěpení, například Californium-252, lze také použít v menším měřítku, což umožňuje použít neutronové zdroje o velikosti plochy.

Analýza aktivace neutronů má širokou škálu aplikací.Ve výrobním průmyslu může být použit k detekci nečistot v kovech, v biologii k prozkoumání metabolismu stopových prvků, v geologii k analýze vzorků hornin a půdy a ve forenzní vědě k získání zásadních informací od vzorků místa činu.Jedním z známých specifických příkladů analýzy aktivace neutronů v akci je zjištění, že všechny fragmenty střel ze scény atentátu Johna F. Kennedyho pocházely ze stejných dvou kulek, vystřelených ze stejné zbraně.Dalším příkladem byl objev vrstvy sedimentu bohatého na iridium na hranici mezi křídovými a terciárními geologickými obdobími, což naznačuje hlavní dopad meteoritu, který se více či méně shodoval s událostí hromadného vyhynutí, která označila zánik dinosaurů.