การวิเคราะห์การเปิดใช้งานนิวตรอนคืออะไร?

การวิเคราะห์การเปิดใช้งานนิวตรอน (NAA) เป็นวิธีที่ละเอียดอ่อนและแม่นยำในการกำหนดองค์ประกอบที่มีอยู่ในตัวอย่างของวัสดุตัวอย่างมีการกำหนดเป้าหมายด้วยนิวตรอนจากแหล่งกัมมันตภาพรังสีสิ่งนี้ทำให้องค์ประกอบหลายอย่างนำเสนอเพื่อปล่อยรังสีแกมม่าที่ความถี่เฉพาะซึ่งสามารถระบุได้สามารถตรวจพบองค์ประกอบที่แตกต่างกันได้ประมาณ 65 องค์ประกอบด้วยวิธีนี้มันเป็นหนึ่งในเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ที่มีประโยชน์ที่สุดสำหรับการตรวจสอบองค์ประกอบองค์ประกอบของตัวอย่างและมีการใช้งานมากมายในวิชาเคมีวิเคราะห์ธรณีวิทยาวิทยาศาสตร์นิติวิทยาศาสตร์และพื้นที่อื่น ๆ

เมื่อนิวตรอนโจมตีนิวเคลียสของอะตอมไอโซโทปที่หนักกว่าและเปล่งรังสีแกมม่าในหลายกรณีไอโซโทปเหล่านี้ไม่เสถียรและจะสลายตัวไปสู่อีกชนิดหนึ่งไอโซโทปที่เบากว่าหลังจากการหน่วงเวลาสั้น ๆ ปล่อยรังสีแกมม่าหนึ่งตัวขึ้นไปที่พลังงานที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับไอโซโทปนั้นตัวอย่างเช่นไอโซโทปที่พบมากที่สุดของโซเดียม mdash;โซเดียม -23 mdash;สามารถดูดซับนิวตรอนได้สร้างไอโซโทปโซเดียม 24 ที่ไม่เสถียรซึ่งจะสลายตัวเป็นแมกนีเซียม 24 โดยเปล่งรังสีแกมมาสองตัวที่พลังงานเฉพาะโดยการวัดพลังงานของรังสีแกมม่าและปริมาณที่ปล่อยออกมาองค์ประกอบที่มีอยู่และความอุดมสมบูรณ์ภายในตัวอย่างสามารถกำหนดได้รังสีแกมม่าเริ่มต้นที่ปล่อยออกมาทันทีเมื่อนิวตรอนถูกดูดซึมเรียกว่ารังสีแกมม่าพรอมต์ แต่มักจะเป็นรังสีแกมม่าที่ล่าช้าซึ่งวัดได้

การวิเคราะห์การเปิดใช้งานนิวตรอนเป็นเทคนิคที่ละเอียดอ่อนมากมันสามารถตรวจจับองค์ประกอบที่ส่วนหนึ่งต่อล้านหรือน้อยกว่าและในบางกรณีลงไปหนึ่งส่วนต่อพันล้านวิธีนี้ยังมีความหลากหลายมากซึ่งสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างในรูปแบบของแข็งของเหลวและก๊าซและสามารถจัดการขนาดตัวอย่างลงไปที่ 0.000035 ออนซ์ (0.001 กรัม)

แหล่งนิวตรอนบางครั้งเรียกว่า Neutron Howitzerเมื่อองค์ประกอบแสงบางอย่างอยู่ภายใต้อนุภาคอัลฟ่านิวเคลียสของพวกเขาจะปล่อยนิวตรอนองค์ประกอบเบริลเลียมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับจุดประสงค์นี้โดยการผสมเบริลเลียมกับแหล่งที่มาของอนุภาคอัลฟ่าเช่นพลูโทเนียม 239 หรือเรเดียม 226 สามารถสร้างแหล่งที่แข็งแกร่งของนิวตรอนได้สิ่งนี้สามารถห่อหุ้มด้วยการป้องกันรังสีที่เหมาะสม แต่ด้วยการเปิดที่นิวตรอนสามารถโผล่ออกมาได้

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยังใช้เป็นแหล่งนิวตรอนในสหรัฐอเมริกาใน Oak Ridge รัฐเทนเนสซีเครื่องปฏิกรณ์ไอโซโทปฟลักซ์สูง (HFIR) ให้แหล่งที่มาของนิวตรอนที่ Oak Ridge National Laboratory ทำให้เป็นศูนย์สำคัญสำหรับการวิเคราะห์การกระตุ้นนิวตรอนองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีที่ผลิตนิวตรอนผ่านฟิชชันนิวเคลียร์เช่น Californium-252 สามารถใช้ในระดับที่เล็กกว่าทำให้สามารถใช้แหล่งนิวตรอนขนาดใหญ่เดสก์ท็อปได้

การวิเคราะห์การเปิดใช้งานนิวตรอนมีการใช้งานที่หลากหลายมันสามารถใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเพื่อตรวจจับสิ่งสกปรกในโลหะในชีววิทยาเพื่อตรวจสอบการเผาผลาญขององค์ประกอบการติดตามในธรณีวิทยาเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างหินและดินและในวิทยาศาสตร์นิติวิทยาศาสตร์เพื่อรับข้อมูลที่สำคัญจากตัวอย่างที่เกิดเหตุตัวอย่างที่รู้จักกันดีอย่างหนึ่งของการวิเคราะห์การเปิดใช้งานนิวตรอนในการดำเนินการคือการค้นพบว่าชิ้นส่วนกระสุนทั้งหมดจากฉากลอบสังหารจอห์นเอฟ. เคนเนดีมาจากกระสุนสองนัดเดียวกันยิงจากปืนเดียวกันอีกตัวอย่างหนึ่งคือการค้นพบชั้นของตะกอนที่อุดมด้วยอิริเดียมที่ขอบเขตระหว่างยุคครีเทเชียสและยุคตติยภูมิซึ่งบ่งบอกถึงผลกระทบที่สำคัญของอุกกาบาต