Hvad er neutronaktiveringsanalyse?

Neutron -aktiveringsanalyse (NAA) er en meget følsom og nøjagtig metode til bestemmelse af de elementer, der er til stede i en prøve af materiale.Prøven er målrettet mod neutroner fra en radioaktiv kilde.Dette får mange af de tilstedeværende elementer til at udsende gammastråler ved specifikke frekvenser, hvorfra de kan identificeres.Cirka 65 forskellige elementer kan detekteres på denne måde.Det er en af de mest nyttige videnskabelige teknikker til at undersøge den elementære sammensætning af prøver og har mange anvendelser inden for analytisk kemi, geologi, retsmedicinsk videnskab og andre områder.

Når en neutron rammer kernen i et atom, absorberes det ofte, og dannesEn tungere isotop og udsender en gammastråle.I mange tilfælde er disse isotoper ustabile og vil henfalde ind i en anden, lettere, isotop efter en kort forsinkelse, der udsender en eller flere gammastråler mod energier, der er karakteristiske for den isotop.For eksempel den mest almindelige isotop af natrium mdash;natrium-23 mdash;kan absorbere en neutron, danner den ustabile isotop natrium-24, som derefter nedbrydes til magnesium-24 og udsender to gammastråler ved specifikke energier.Ved at måle energierne i gammastrålerne og det udsendte beløb, kan de tilstedeværende elementer og deres overflod inden for prøven bestemmes.Den indledende gammastråle, der udsendes straks, når neutronen absorberes, er kendt som den hurtige gammastråle, men det er normalt de forsinkede gammastråler, der måles.

neutronaktiveringsanalyse er en meget følsom teknik.Det kan registrere elementer i en del pr. Million eller mindre, og i nogle tilfælde ned til en del pr. Milliard.Metoden er også meget alsidig, idet den kan analysere prøver i faste, flydende og gasformer og kan håndtere prøvestørrelser ned til 0,000035 ounces (0,001 gram). Neutronkilden er undertiden kendt som en neutronhowitzer.Når nogle lyselementer udsættes for alfa -partikler, udsender deres kerner neutroner.Elementet Beryllium er især velegnet til dette formål.Ved at blande beryllium med en kilde til alfa -partikler, såsom plutonium 239 eller radium 226, kan der oprettes en stærk kilde til neutroner.Dette kan indkapsles i passende strålingsafskærmning, men med en åbning, hvor neutronerne kan dukke op. Atomreaktorer bruges også som neutronkilder.I USA i Oak Ridge, Tennessee, giver den høje fluxisotopreaktor (HFIR) en kilde til neutroner på Oak Ridge National Laboratory, hvilket gør det til et stort center for neutronaktiveringsanalyse.Radioaktive elementer, der producerer neutroner gennem nuklear fission, for eksempel Californium-252, kan også bruges i mindre skala, hvilket gør det muligt at bruge desktop-størrelse neutronkilder. Neutron-aktiveringsanalyse har en bred vifte af applikationer.Det kan bruges i fremstillingsindustrien til at detektere urenheder i metaller, i biologi til at undersøge metabolismen af sporelementer, i geologi til analyse af rock- og jordprøver og i retsmedicinsk videnskab for at opnå afgørende oplysninger fra kriminelle sceneprøver.Et velkendt specifikt eksempel på neutronaktiveringsanalyse i handling er konstateringen af, at alle kuglefragmenterne fra John F. Kennedy-mordsscenen kom fra de samme to kugler, der blev fyret fra den samme pistol.Et andet eksempel var opdagelsen af et lag af iridiumrig sediment ved grænsen mellem de kridt og tertiære geologiske perioder, hvilket indikerer en større meteoritpåvirkning, der mere eller mindre faldt sammen med en masseudryddelsesbegivenhed, der markerede dinosauriers død.