Phân tích kích hoạt neutron là gì?

Phân tích kích hoạt neutron (NAA) là một phương pháp rất nhạy cảm và chính xác để xác định các yếu tố có trong một mẫu vật liệu.Mẫu được nhắm mục tiêu với neutron từ một nguồn phóng xạ.Điều này gây ra nhiều yếu tố có mặt phát ra tia gamma ở các tần số cụ thể, từ đó chúng có thể được xác định.Khoảng 65 yếu tố khác nhau có thể được phát hiện theo cách này.Một trong những kỹ thuật khoa học hữu ích nhất để nghiên cứu thành phần nguyên tố của các mẫu và có nhiều ứng dụng trong hóa học phân tích, địa chất, khoa học pháp y và các lĩnh vực khác.Một đồng vị nặng hơn và phát ra tia gamma.Trong nhiều trường hợp, các đồng vị này không ổn định và sẽ phân rã thành một đồng vị khác, nhẹ hơn, sau một thời gian ngắn, phát ra một hoặc nhiều tia gamma ở năng lượng đặc trưng cho đồng vị đó.Ví dụ, đồng vị phổ biến nhất của natri mdash;natri-23 mdash;Có thể hấp thụ một neutron, tạo thành natri-24 đồng vị không ổn định, sau đó phân rã thành magiê-24, phát ra hai tia gamma ở năng lượng cụ thể.Bằng cách đo lường năng lượng của các tia gamma và lượng phát ra, các yếu tố có mặt và sự phong phú của chúng trong mẫu có thể được xác định.Tia gamma ban đầu, phát ra ngay khi neutron được hấp thụ được gọi là tia gamma nhắc nhở, nhưng thường là các tia gamma bị trì hoãn được đo. Phân tích kích hoạt neutron là một kỹ thuật rất nhạy.Nó có thể phát hiện các yếu tố ở một phần triệu hoặc ít hơn, và trong một số trường hợp, giảm xuống còn một tỷ.Phương pháp này cũng rất linh hoạt, trong đó nó có thể phân tích các mẫu ở dạng rắn, chất lỏng và khí và có thể xử lý các cỡ mẫu xuống 0,000035 ounce (0,001 gram). Nguồn neutron đôi khi được gọi là Howitzer neutron.Khi một số yếu tố ánh sáng phải chịu các hạt alpha, các hạt nhân của chúng phát ra neutron.Các yếu tố beryllium đặc biệt phù hợp cho mục đích này.Bằng cách trộn beryllium với một nguồn các hạt alpha, chẳng hạn như plutonium 239 hoặc radium 226, một nguồn neutron mạnh có thể được tạo ra.Điều này có thể được bọc trong che chắn bức xạ phù hợp, nhưng với một lỗ mở trong đó neutron có thể xuất hiện. Các lò phản ứng hạt nhân cũng được sử dụng làm nguồn neutron.Ở Mỹ, ở Oak Ridge, Tennessee, lò phản ứng đồng vị thông lượng cao (HFIR) cung cấp một nguồn neutron tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, làm cho nó trở thành một trung tâm chính để phân tích kích hoạt neutron.Các yếu tố phóng xạ tạo ra neutron thông qua phân hạch hạt nhân, ví dụ Californium-252, cũng có thể được sử dụng ở quy mô nhỏ hơn, cho phép sử dụng các nguồn neutron cỡ máy tính để bàn. Phân tích kích hoạt neutron có một loạt các ứng dụng.Nó có thể được sử dụng trong ngành sản xuất để phát hiện tạp chất trong kim loại, trong sinh học để điều tra sự trao đổi chất của các yếu tố vi lượng, trong địa chất để phân tích các mẫu đá và đất và trong khoa học pháp y để có được thông tin quan trọng từ các mẫu hiện trường vụ án.Một ví dụ cụ thể nổi tiếng về phân tích kích hoạt neutron trong hành động là phát hiện ra rằng tất cả các mảnh đạn từ hiện trường ám sát John F. Kennedy đến từ cùng hai viên đạn, được bắn từ cùng một khẩu súng.Một ví dụ khác là phát hiện ra một lớp trầm tích giàu iridium ở ranh giới giữa thời kỳ kỷ Phấn trắng và đại học, cho thấy một tác động của thiên thạch chính ít nhiều trùng khớp với một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt đánh dấu sự sụp đổ của khủng long.