9. Využití jaderných reakcí pro kvalitativní a  kvantitativní chemickou analýzu
Neutronová aktivační analýza (NAA)
· nedestruktivní analýza prováděná přímo vložením vzorku do ozařovacího kanálu ozařovacího zařízení
(zpravidla reaktor). Měření lze automatizovat.
·
·využívá se známé jaderné reakce terčového jádra s neutrony, reakce (n,ƴ)
·
·po aktivaci se analyzuje gama spektrum z přímého ozařování („prompt gama“)
nebo se
·
· proměří se radioaktivní charakteristiky nuklidu vzniklého touto reakcí. Tímto způsobem se
identifikuje terčový nuklid. Spektra všech nuklidů jsou již známa.
·
·z velikosti aktivity pak lze soudit na kvantitu prvku
·
· k vyhodnocení kvantity slouží standardy o známé hmotnosti, které se ozařují za stejných podmínek
1
[USEMAP]
[USEMAP]
[USEMAP]


   Průběh reakce
·  (n,) probíhá nejčastěji v jaderném reaktoru (vysoký tok neutronů)
·
· může být použit i jiný zdroj neutronů, pak je ale nutno ozařovat nuklidy s vysokým účinným
průřezem   Þ vysoká citlivost jako důsledek velkých účinných průřezů
·
·  lze analyzovat více složek najednou
·
· gama záření nuklidů vzniklých aktivací se analyzuje polovodičovým detektorem
·
· v případech příliš složitých směsí je nutno vzorek chemicky dělit (extrakce, ionexy aj.)
·
Použití:
·  stanovení příměsí v čistých materiálech, horninách, kovech aj.
·  archeologie (obsah stopových prvků umožňuje stanovit původ použitých surovin)
·  výtvarné umění (cca 1 mg vzorku barvy umožní stanovit různé pigmenty charakteristické pro
určité období – lze vyloučit falzifikáty)
·  kriminalistika
·
2
[USEMAP]


     Použití NAA v geologii:
    n- karotáž (metoda okamžitých částic používaná v geologii)
       aktivační analýza uvnitř geologického vrtu
D
M
Z
Z – zdroj neutronů ….241Am-Be., 252Cf M – moderátor
D- detektor okamžitého  - záření
3
[USEMAP]

Aktivační analýza kladnými projektily
Přímá metoda (analyzuje se aktivita vzniklého nuklidu)
·jako zdroj projektilů slouží cyklotron
·
·stanovení lehkých prvků (bor v křemíku, kyslík v oceli)
·
10B(d,n)11C
16O(3He,p)18F
Metoda okamžitých částic
· analýza je založena na studiu energie a počtu částic y (okamžité částice-vznikají při přeměně
složeného jádra)
·
·používá se pro stanovení stopových množství lehkých prvků
·
A(n,y)B
10B(n,)7Li
6Li(n,)3H
14N(n,)15N
4
[USEMAP]

Metoda PIXE (Particle Induced X-ray Emission, částicemi indukované záření X)
·nedestruktivní analytická metoda pro stanovení chemického složení povrchových vrstev  vzorků.
·jako projektil se zpravidla používají protony o energii 1-4 MeV, výjimečně částice alfa
   (o vyšší  energii) nebo i těžké ionty.
·tloušťka analyzované vrstvy je úměrná energii záření, typu vzorku a požadavkům na analýzu.
·v procesu ozařování dochází k excitaci elektronů z vnitřních elektronů (K, L,..), dochází k tomu,
že elektrony jsou excitovány do vyšších hladin na jejich místo přeskočí elektron z vyšší hladiny -
energetický rozdíl mezi hladinami se vyzáří jako charakteristické rentgenovo záření.
·principiálně je tedy tato metoda ekvivalentní rentgen-fluorescenční technice (XRF).
·
5
[USEMAP]
[USEMAP]