Нейтронный активационный анализ (НАА) − ядерно-физический метод определения состава вещества, основанный на активации атомных ядер с помощью нейтронов и исследовании радиоактивного излучения, возникающего вследствие возбуждения атомных ядер. Идентификация элементов и количественный анализ производятся путем измерения интенсивности и энергии гамма-излучения, а также по периоду полураспада радиоактивных ядер. Поскольку в основе активационного анализа лежат ядерные процессы, результаты НАА не зависят от того, в какое химическое соединение входят атомы определяемых элементов, а связаны только с изотопным составом. Количественное определение состава вещества при активационном анализе основано на том, что активность образовавшегося радионуклида пропорциональна количеству ядер исходного нуклида определяемого элемента.
Высокая чувствительность для большинства элементов,
особенно для тяжелых металлов с Z>10
Хорошая селективность,
связанная с специфичностью ядерно-физических характеристик элементов
Возможность одновременного определения большого числа элементов
Недеструктивный характер анализа, и , следовательно,
отсутсвие риска загрязнений реактивами или неполного растворения образцов
Простота процедуры подготовки образцов для анализа
Хорошая точность порядка ±(10÷15)%
при определении содержаний порядка ppm (10-6 г)
Возможность устранения систематических погрешностей
Возможность минимизации влияния матричных элементов образцов
Простота подготовки стандартов сравнения
Необходимость использования ядерных реакторов
Проблемы, связанные с хранением и утилизацией радиоактивных отходов
| Направления использования ИНАА | Группа элементов | Определяемые элементы | Диапазон концентраций |
|---|---|---|---|
| Промышленность | |||
| Особо чистые материалы Al, Si, SiO2, AsGa | 1 | Ge,Sm,Eu,Gd,Tb,Yb,Au,Th,V | 10-2 – 1,0 ppb |
| 2 | Co,Br,Mo,Ag,Se,Te, La, Ce, Hf | 1,0 – 10 ppb | |
| 3 | Sc,As,Zr,Ba,Nd,Cr | 10 – 200 ppb | |
| 4 | Fe,Zn | 0,1 – 4,0 ppm | |
| Контроль технологических процессов (переработка руд благородных металлов) | 1 | Au, Ir | 2 ppb – 5 ppm |
| 2 | Eu,Sb,Yb, Sm,Sc,Lu | 0,1 – 5 ppm | |
| 3 | Ag,As,Ce,Co,Mo,Nd,W | 5 – 20 ppm | |
| 4 | Br,Cs,Hf,Hg,La,Ta | 1 – 50 ppm | |
| 5 | Ba,Cr,Ni,Rb,Zn | 10 – 200 ppm | |
| 6 | Ca,Fe,Na,Sr,Sn | 0,01 – 1,0 вес.% | |
| Оптимизация защитных бетонов и их составляющих по долгоживущей радиоактивности | 1 | Eu,Cs,Ta | 0,01 – 5 ppm |
| 2 | Co,Sc | 0,2 – 100 ppm | |
| 3 | Fe | 0.04 – 6,0 вес.% | |
| Биотехнологии (бактериальное выщелачивание металлов из бедных руд, пород и промышленных отходов) | 1 | Zr,Ru,Zn,Sr,Cr,Ba | 1,0 – 100 ppm |
| 2 | Eu,Tb,Lu,Tm,Dy,Cs,Sb,Ta,Tc | 0.02 – 300 ppm | |
| 3 | Mo,Cd,Au,Sm,Th | 0,05 – 100 ppm | |
| Геология | |||
| Изучение распределения РЗЭ и др. в магматических и осадочных породах | 1 | Eu,Tb,Lu,Tm,Dy,Cs,Sb,Ta,Tc, Mo,Cd,Au,Sm,Th | 0,1 – 1,0 ppm |
| 2 | La,Nd,Yb,Ce,Gd,Sn,Hf,Sc,Cs,Rb,As,Co,V | 1,0 – 3,0 ppm | |
| 3 | Zr,Ru,Zn,Sr,Cr,Ba | 30 – 1000 ppm | |
| Изучение распределения крупно- и мелкодисперсного Au в осадочных породах, включая шельф | 1 | Au | 0,01 – 100 ppm |
| 2 | As,Sb,La, Ba, Th | 1,0 - 100 ppm | |
| 3 | Rb,Sc,Fe | 10 – 700 ppm | |
| Поиск и разведка полезных ископаемых, в частности, нефти | 1 | Eu,Au,Co,Cu,Ga,As,Re,Sc,U,S,K | 10 - 100 ppb |
| 2 | Hg,Se,Zn,Mo,In,Cr,Br,Na,Ca,Al | 0,05 – 70 ppm | |
| 3 | V,Ni,Fe, Mn,Al,Cl | 0,5 ppm – 100 ppm | |
ПТУ РЕГАТА оснащена «горячими» камерами с дистанционными манипуляторами, герметичным перчаточным боксом для проведения работ с открытыми радиоактивными источниками. В перспективе предполагается развивать радиохимическое направление НАА на базе ректора ИБР-2М для решения сложных специфических задач в области наук о жизни (Life Sciences) и материаловедении.