АКТИВАЦІЙНИЙ АНАЛІЗ

АКТИВАЦІЙНИЙ АНАЛІЗ (лат. activus — діяльний; грец. analysis — розкладання) — метод визначення складу речовини, що базується на активації атомних ядер і дослідженні радіоактивного випромінювання, яке виникає внаслідок зміни нуклонного складу або енергетичного стану ядер. А.а. — найбільш розповсюджений ядерно-фізичний метод визначення складу речовини. Уперше запропонований Г. Хевеші (G. Hevesy) і Г. Леві (Levi) (1936). Зразок опромінюється потоком часток або гамма-квантів (активація). У результаті ядерних реакцій частина ядер перетворюється на радіоактивні чи збуджені. Ідентифікація елементів і кількісний аналіз виконуються шляхом вимірювання інтенсивності та енергії випромінювань, а також вимірювання періоду напіврозпаду радіоактивних ядер. В основі А.а. лежать ядерні процеси, тому його результати не залежать від того, до якої хімічної сполуки входять атоми елементів, що аналізуються. Кількісне визначення складу речовини при А.а. ґрунтується на тому, що при дотриманні певних умов активність радіонукліда (аналітичного ізотопу), який утворився, пропорційна кількості ядер вихідного нукліда елемента, що аналізується. Більш поширеним є відносний метод вимірювань, при якому активність зразка порівнюється з активністю еталона, що містить відому кількість елемента, що підлягає аналізу, опроміненого в ідентичних із зразком умовах. А.а. поділяється за видом активуючого випромінювання на нейтронно-активаційний, гамма-активаційний, А.а. на заряджених частках (протонах, нейтронах, альфа-частках і важких іонах). Найвідоміші перші 2 методи. А.а. на заряджених частках у зв’язку з їхніми малими пробігами в речовині використовується головним чином для аналізу тонких шарів і при вивченні поверхневих явищ, зокрема адсорбції. Широке застосування нейтронно-активаційного А.а. зумовлене його високою чутливістю, пов’язаною з великим перерізом реакції захоплення ядрами теплових нейтронів і наявністю потужних джерел нейтронів (ядерних реакторів, прискорювачів тощо). Чутливість (межа виявлення) більшості елементів при використанні нейтронних потоків ~1017 м–2 · с–1 становить 10–5–10–10%. Межа виявлення ~10–4–10–6%, яка є достатньою для вирішення багатьох завдань, може бути досягнута при використанні ампульних нейтронних джерел (каліфорнієвого, сурмо-берилієвого). Аналіз легких елементів, що погано активуються тепловими нейтронами (C, N, О), проводиться за допомогою швидких нейтронів, які отримують на прискорювачах і нейтронних генераторах, а також при використанні гамма-випромінювання. Для гамма-активаційного аналізу використовується гальмівне випромінювання високої інтенсивності (1014–1015 квант/с). Фотоядерні реакції активують практично всі елементи періодичної системи елементів з межею виявлення ~10–4–10–7%. Розрізняють так званий інструментальний А.а., який полягає у вимірюванні активності опроміненого зразка (без його руйнування) методами ядерної спектрометрії, і більш точний — А.а. з використанням хімічних реакцій для відокремлення аналітичних ізотопів від інших ядер, активність яких перешкоджає вимірюванням. Визначається активність за допомогою детекторів часток. Найкращі результати дають гамма-спектрометри високого розрізнення з використанням напівпровідникових детекторів з енергетичним розрізненням до декількох десятих часток кеВ. Для аналізу отриманих спектрів і обробки результатів вимірювань застосовують багатоканальні аналізатори, мікропроцесори, ЕОМ, що дають змогу в сукупності з автоматичною системою переміщення зразків цілком автоматизувати процес.

Головні переваги А.а.: можливість визначення малого вмісту елементів у різних об’єктах і проведення масових експрес-аналізів зразків, застосування для визначення домішок у надчистих матеріалах, вмісту мікроелементів у біологічних об’єктах при екологічних, фармацевтичних і медичних дослідженнях, а також для контролю технологічних процесів і якості виробленої продукції.

Кузнецов Р.А. Активационный анализ. — М., 1967; Физика прочности и пластичности / Под ред. С.Н. Журкова. — Л., 1986; Элиот А. Инфракрасные спектры и структуры полимеров. — М., 1972.