Нейтронно-активационный метод и его применение

Цель работы: изучение нейтронно-активационного анализа и его применения.

Область резонансных нейтронов называется так потому, что в этой области для средних ядер (25 A 80) и тяжелых ядер (A > 80) в энергетической зависимости полных сечений обычно имеется много тесно расположенных резонансов; вблизи резонансов сечение, как правило, резко увеличивается. В промежуточной области (иногда в эту область включают и резонансные нейтроны), значения сечений уменьшаются по мере увеличения энергии.
В быстрой области сечения взаимодействие нейтронов с ядрами существенно меньше, чем в тепловой. Значение быстрых нейтронов в ядерной энергетике объясняется тем, что спектр нейтронов деления имеет максимум при Е 0,8 МэВ, т.е. расположен в области быстрых нейтронов. Полное сечение в этой области равно tot = 2(R+ λ)2 , где R – радиус ядра, λ – приведенная де-Бройлевская длина волны нейтронов.
Нейтронные источники – это устройства или вещества, излучающие нейтроны. Для этого используются ядерные превращения и деления ядер.
Основными характеристиками источников являются:
- энергетический спектр. Чаще используются источники со сплошным спектром в некотором интервале энергии нейтронов. Исследовательские ядерные реакторы предоставляют возможность получения пучков тепловых и медленных монохроматических нейтронов.
- поляризация нейтронных пучков. В неполяризованном пучке вероятность обеих проекций спина нейтрона на направления пучка одинакова. Для исследования спиновых эффектов на исследовательских реакторах и на ускорителях возможно получение поляризованных пучков, в которых определённое направление проекции спина имеет высокую вероятность.
- временная характеристика нейтронных пучков. Большинство нейтронных источников являются источниками непрерывного действия. Для научных исследований созданы нейтронные пучки импульсного действия.
- интенсивность нейтронных источников. Определяется количеством нейтронов, испущенных в единицу времени. Интенсивность потока нейтронов от изотопных источников ограничена активностью препарата и обычно заметно меньше 108 нейтронов в секунду.
- угловое распределение интенсивности. Так называют зависимость интенсивности излучения от угла между направлением бомбардирующих частиц и направлением из источника на точку наблюдения. Знание углового распределения помогает выбрать наиболее выгодные условия облучения и оценить интенсивность пучка нейтронов по всем направлениям. 
Нейтронные источники в зависимости от испускаемого ими потока можно разделить на 3 группы:
1)источники с малым потоком f < 105 нейтрон/см2сек. ампульные нейтронные источники. Нейтроны в источниках этой группы обычно образуются по реакциям (α,n) или (γ,n) при облучении некоторых легких элементов α - частицами, или γ -квантами, испускаемыми радиоактивными изотопами. В качестве α -излучателя чаще всего применяют 210Ро или 239Ри. Достоинством первого является практически полное отсутствие γ - излучения и малая масса препарата, обусловленная небольшим периодом полураспада. Недостаток Ро — слишком малый период полураспада. Преимущество Ри заключается в большом периоде полураспада, недостаток — значительная масса на единицу активности, определяющая несколько большие размер и стоимость источников по сравнению с источниками на базе Ро. Источники с бором дают более мягкий спектр нейтронов, чем источники с бериллием (рис. 1.1).

В курсовой работе было исследован нейронно-активационный метод. Основные выводы по результатам исследования:
Активацией называется процесс получения радиоактивного вещества в результате ядерных реакций при облучении стабильных ядер нейтронами, гамма-квантами, протонами или другими частицами. Явление активации химических элементов нейтронами, приводящее к образованию радиоактивных изотопов, давно используется для целей анализа.
 На основе явления активации появился метод определения состава вещества – активационный метод. В этом методе идентификация химических элементов, содержащихся в образце и их количественный анализ производятся путем измерения активности, энергии излучений и периода полураспада образовавшихся в результате ядерной реакции радионуклидов. 
Самое широкое распространение получил нейтронно-активационный анализ, т.к. около 70% всех элементов имеют свойства, позволяющие его использование для их идентификации и количественного анализа. Кроме этого, его широкое распространение обусловлено высокой чувствительностью, связанной с большим сечением реакции захвата ядрами тепловых нейтронов и наличием мощных источников нейтронов (ядерные реакторы, ускорители и др.).
Сравнение чувствительности нейтронного активационного анализа с чувствительностью других методов анализа следов элементов показало во многих случаях его значительное превосходство. Наряду с этим, нейтронно-активационный анализ позволяет одновременно идентифицировать несколько элементов (по энергии излучения) и определять их количество в образце. Поэтому нейтронно-активационный анализ сыграл особую роль в развитии аналитической химии ультрамалых концентраций элементов, определив прогресс во многих областях науки и техники.
Активационный анализ является многоэлементным, неразрушающим и точным методом анализа. Его чувствительность достигает нескольких пикограммов на грамм, изменяясь от элемента к элементу. Его лучше всего применять для анализа твёрдых тел. Его можно усовершенствовать путём подбора режима облучения, выбором частиц и условий обработки образца после облучения.
Таким образом, исследовав нейтронно-активационный анализ, его стадии и основные понятия и определения, поставленная цель работы была достигнута.