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中子活化分析技术在典型元素定量检测上的应用中子活化分析技术是一种利用中子诱导核反应来进行元素分析的非破坏性分析方法，具有高灵敏度、广泛的元素测量范围和准确性高的优点。
它在典型元素定量检测上的应用广泛而重要。
典型元素是指那些在自然界中广泛存在并且在人类活动中起着重要作用的元素，如钙、钾、镁、铁、铜、锌、铝等。
这些元素在生物、环境、食品、地质等领域中具有重要的意义。
而中子活化分析技术能够对这些典型元素进行定量分析，为各个领域的研究和应用提供了重要的支持。
在生物领域，中子活化分析技术被广泛应用于生物样品的微量元素分析。
通过中子活化分析技术，可以准确测定生物样品中微量元素的含量，如血液中的钙、镁、铁等。
这对于生物的生理功能和代谢过程研究具有重要意义，也对于疾病的诊断和治疗提供了可靠的依据。
在环境领域，中子活化分析技术能够对大气、水体、土壤等环境样品中的典型元素进行准确测量。
在环境监测中，中子活化分析技术可以帮助人们了解环境中典型元素的含量和分布情况，对环境污染的来源和影响进行定量分析，为环境保护和治理提供科学依据。
在食品领域，中子活化分析技术能够对食品中的典型元素进行快速准确的定量分析。
食品中的微量元素对于人类的健康和营养具有重要作用，而中子活化分析技术可以对食品样品进行非破坏性的分析，不会影响其品质和营养价值，同时能够提供准确的元素含量信息，有助于食品质量检测和安全评价。
在地质领域，中子活化分析技术能够对岩石、土壤等样品中的典型元素进行定量分析。
岩石和土壤是地质研究的重要对象，而其中的典型元素含量对于了解地质成因、矿物赋存和环境变化具有重要意义。
中子活化分析技术可以对地质样品进行全面、准确的元素分析，为地质研究提供重要的数据支持。
总结而言，中子活化分析技术在典型元素定量检测上的应用广泛且重要。
它能够在生物、环境、食品和地质等领域进行准确的元素分析，为各个领域的研究和应用提供了重要的支持。
随着仪器设备和技术的不断改进，中子活化分析技术的应用前景将更加广阔，为人类社会的可持续发展提供更多有力的支撑。
中子活化分析技术在农业上的应用
近些年来，许多科学家和农业研究人员发现，中子活化分析技术可以在农业上得到广泛应用。
中子活化分析技术是一种非常有效的核技术，其主要原理是把中子照射到物体上，然后能量就会被转换为另一种物质，并发出放射性示踪物质，从而可以测定和分析物质中的元素含量。
利用中子活化分析技术，能够准确测定农作物中含量各不相同的元素，如磷、氮和钾等，从而更好地掌握农作物的成长情况，进而提出有针对性的施肥等农业技术管理措施。
此外，中子活化分析技术还可以应用在农业土壤研究中，对土壤中的元素进行测定，分析土壤中各种养分的含量，能够有效指导施肥，建立合理的肥料施用方案，进而提高生产率。
此外，中子活化分析技术也可以应用在废水污染研究方面，能够准确地分析废水中的污染物，及时发现问题，制定有效的污染治理技术，从而有效降低农作物对污染的不良影响。
中子活化分析技术的应用还可以扩展到食品安全检测领域，可以检测出食品中的有毒元素，如重金属和有机污染物等，为消费者提供安全的食品。
总之，中子活化分析技术的应用可以为农业生产、食品安全提供良好的保障，它对改善农业效益和食品安全，有很大的帮助。
要想发挥中子活化分析技术在农业上的最大功效，必须加强对技术应用的研究，推广和使用中子活化分析技术，提高技术应用水平，
加快技术研发进度，为建设农业强国做出积极贡献。
中子活化反应中子活化反应是现代核物理中具有重大意义的一种反应。
它指的是核反应中质量数增加反应，即原子核把中子转化为更丰富的核素，释放能量的一种反应。
这种反应能在把低质量的原子转化为具有有用能量的高质量的原子，会产生大量的能量。
它的主要用途是通过在低质量的原子核中注入中子来生产一些有用的，高放射性的物质。
另外，促进原子核反应可用于放射性核素衰变，探索和研究原子核中蕴含的物理规律。
中子活化反应的基本原理是，在原子核中通过注入一个或两个中子来改变原子核的质量数和性质。
通过这种原子核中的发生的质量数的变化和能量的释放，反应就发生了。
中子活化反应的研究，主要是研究原子核反应产生的物质种类和生成的物质的性质，包括放射性的物质的分布和生成的衰变产物的生成率。
中子活化反应可以用于制备一些具有重大意义的材料，例如工业以及医疗诊断和治疗所需的放射性核素以及放射性治疗药物，可以把原子核和原子核反应有效地利用起来。
此外，中子活化反应还可用于火电厂的新型堆芯的改进中。
研究中子活化反应需要建立一套良好的研究，包括研究中子和原子核等物理知识，研究原子核反应理论，研究各类原子核反应反应机制，研究中子活化反应产物的性质，以及研究中子活化反应产物的生成与衰变等问题。
中子活化反应应用于工业领域，可以用来生产一些放射性核素，从而获得可用来诊断和治疗疾病的药物。
在建筑工程中也有应用，比如，放射性核素可以用来检测建筑的完整性。
此外，中子活化反应还可用于核能技术中，为火电厂提供更高效率的能源。
总之，中子活化反应是一种具有重大意义的反应，在实验研究中及其应用领域都具有重要意义。
要正确理解和掌握中子活化反应，必须在原子核反应的物理和理论方面有深入的研究，以便更好地利用这种反应。
中子活化多元素分析仪中子活化多元素分析仪是一种用于测定材料中多种元素含量的科学仪器。
它通过利用核反应中子与目标样品原子核相互作用产生核反应，进而测定样品中不同元素的含量。
中子活化多元素分析仪具有快速、非破坏性、准确性高等特点，在许多领域中被广泛应用。
中子活化多元素分析仪的工作原理是利用中子与目标样品原子核发生反应，产生放射性核素，再通过测量核素的放射性衰变来确定原样中不同元素的含量。
中子源一般采用核反应堆或加速器产生。
样品放置在中子源附近，中子与样品发生核反应，产生新的核素，这些核素通过不同的衰变方式放出特定的射线，根据射线的特征可以确定原样中元素的含量。
中子活化多元素分析仪可以广泛应用于各种材料的分析，如土壤、水样、岩石、金属等。
在环境科学领域中，中子活化多元素分析仪可以用来测定土壤中的重金属含量，评估土壤的污染状况。
在地质学领域中，可以用来确定岩石中的元素含量，研究地质过程和岩石的形成与演化。
在冶金学和材料科学领域中，可以用来分析金属样品的成分，评估材料的纯度和质量。
中子活化多元素分析仪具有许多优点。
首先，它具有快速测定的特点，通常只需要数分钟到几十分钟，可以同时测量多个元素。
其次，中子活化多元素分析仪是一种非破坏性分析方法，样品在分析过程中不需要任何处理，可以保留样品的完整性。
此外，中子活化分析的结果准确性高，测量误差通常在1%以下。
然而，中子活化多元素分析仪也存在一些局限性。
首先，中子活化多元素分析仪需要专门的设备和设施，如中子源和辐射防护措施，操作和维护成本较高。
其次，中子活化分析的样品制备和处理比较复杂，需要一定的技术和经验。
此外，由于中子活化分析使用放射性核素，对实验室环境和操作人员的辐射安全要求较高。
总之，中子活化多元素分析仪是一种快速、非破坏性、准确的分析方法，具有广泛的应用前景。
在科学研究和工程领域中，它可以用于分析和研究各种材料的元素组成和含量，为科学研究和工程设计提供可靠的数据支持。
第一章中子活化分析中子活化分析是一种有效的核分析技术，在微量和痕量元素分析中占有重要的地位。
自从1936年第一次用热中子活化分析元素以来，由于反应堆和加速器技术、γ射线探测器技术和核电子学技术，以及计算机技术的发展，使中子活化分析术得到迅速发展。
从原先的放射化学分离中子活化分析发展到如今的仪器中子活化分析，成为高灵敏度、多元素、非破坏性元素分析的可靠方法。
目前，慢中子和快中子活化分析，几乎能分析所有的核素；分析的灵敏度为百万分之一（ppm），甚至可达十亿分之一（ppb）；一次能同时分析30~40个核素；可分析寿命非常短的放射性核素，甚至可以做中子俘获瞬发γ射线活化分析；而且自动化分析的程度很高。
中子活化分析不仅是作为一种常规的元素定量分析方法，已广泛用于生物医学、环境、地质、冶金、半导体工业、考古、刑庭侦查等许多领域；而且也是作为验证其他分析方法可靠性的一种监测手段，在许多场合用于对比测量。
中子活化分析的发展虽已较为成熟，但在进一步提高测量精确度和分析效率及提高分析灵敏度和选择性方面，在改善辐照设备、γ谱仪和谱的分解及计算机程序等方面仍有新的进展。
我们在这一章里主要叙述仪器中子活化分析，并附带介绍中子俘获瞬发γ射线活化分析。
第一节中子活化分析原理中子活化分析是用中子辐照样品，使原子核发生核反应，生成具有一定寿命的放射性核素，然后对生成的放射性核素进行鉴别，从而确定样品中的核素成分和含量的一种分析方法。
除了辐照样品的制备步骤外，中子活化分析主要包括三个步骤：一是将样品放在中子场中辐照；二是取出已辐照的样品，如有必要可对样品进行放射化学元素分离；三是进行放射性活度测量，然后进行数据处理，按一定的标准化方法求出样品中元素的浓度。
[]1,2一、活化分析公式推导样品在一定能量的中子辐照下，通过（n，γ）、（n，α）、（n，p）、（n，2n）等核反应生成放射性核素。
图1.1给出了样品中放射性活度随时间的变化关系。
中子活化分析的应用情况王家豪PB5061384摘要就中子活化分析的应用情况的评述, 包括中子活化分析技术在考古学、土壤科学、地质学、环境分析、材料行业和流行病学，食品安全，法医学等领域中的应用。
关键词中子活化分析应用考古学土壤科学地质学环境科学材料流行病学前言中子活化分析（NAA）具有很高的的准确性和可靠性，其准确度在5％左右，相对精度通常优于0.1％[1]。
NAA可以测定多达74种元素，并且检测限很低，从1～106ng/g不等。
其还具有样本量小（1-200mg）,不必用化学试剂处理样品，对样品无损等优点。
中子活化分析的应用已经有相当长时间的历史，自从1936年被Hevesy 和Levi发明后不久就得到了广泛应用，并且相对成熟。
虽然现在已经有了ICP-AES和PIXE等方法，但是由于NAA的独特优点，其目前的全球应用仍非常广泛行分析。
因此本文对中子活化分析的应用情况进行介绍，包括考古学、土壤科学、地质学、环境分析、材料行业和流行病学，食品安全，法医学几个方面。
1.考古学使用中子活化分析来确定文物标本（如陶器[2,3]，黑曜石[4]，燧石[5]）等的元素特征，并将其与对应文物的来源联系起来。
在过去的十数年中，考古学家通过对42,000多个标本中的大约三十种元素的分析，已经积累了大量的粘土，黑曜岩，燧石和玄武岩的化学指纹数据库。
这些数据库与强大的多元统计方法（即主成分分析，因子分析，判别分析和马氏距离概率）相结合，可以使很多考古文物的来源具有高度的可信性。
这些来源信息可以帮助考古学家重建史前人类的习惯。
在中国的考古界主要用于对陶瓷类文物的分析，具体的有对于陶瓷年代的鉴定[6]，古瓷的着色机理[7]，同一产地出产陶瓷的年代划分[8]，陶瓷起源的探究等[9,10]。
2.土壤科学农业上需要使用大量的化学品如化学肥料，除草剂，杀虫剂等，其中难以降解的化学物质被雨水冲刷后可进入土壤或随水流移动，用稳定的示踪剂（溴化物等）来标记这些化合物，，再用NAA来分析土壤，土壤学家可以量化在各种环境和土地利用影响下的农用化学品的分布。
在1998年一项研究中，作者应用低浓度的Br作为示踪剂，研究了农业小分子化学物质渗入深层土壤的路径和这个过程中在什么深度会有最大的残留量等[11]。
3.地质学通过中子活化分析对岩石样品中的稀土元素和其他微量元素进行分析，可以帮助地球化学家研究不同岩石的形成过程。
除了对地球化学过程进行建模之外，中子活化分析在地质学上的其他应用还包括矿床的定位和地质事件的分析。
例如，近年来我国活化分析工作者与地质学家合作, 发展了深部隐伏矿探测的“地气法”, 即通过收集和测定深部矿体金属气溶胶经地壳毛细作用, 升至地面的气体中的多种痕量元素, 推断矿体的存在。
通过NAA在意大利和丹麦发现形成于6500万年前的石灰石矿床中异常高浓度的铱，该研究结果支持这样的理论，即在大型陨石撞击地球之后不久就发生了恐龙的灭绝。
此外，通过NAA对地质样品中某些特定元素的分析, 可以为火山成因说、混合说等不同地质模型提供证据。
NAA还可广泛用于陨石学研究, 宇宙尘的研究, 宇宙成因的研究等。
4.环境分析中子活化分析可以对环境样本中的不同污染元素进行含量测定，从而推断环境状况。
例如在水污染研究中的应用，可吸附性卤素素(AOX)是一项表征有机卤化物的国际水质指标，2013年的一项研究中[12]，作者采用中子活化技术测定了某纸浆厂污水和医院污水可吸附有机卤素的含量，结果表明，纸浆厂和医院污水中的有机卤素含量均远远超过河水自来水等对照组，以有机氯含量为例，纸浆厂造纸污水，医院废水，河水，自来水中的有机氯含量（ug/L-1）分别为157.8，357.6，7.5-88.4，8.5-62.3。
医院和造纸厂的废水污染问题不容忽视。
也可用对大气污染物颗粒的研究，在2007年的一篇论文中[13]，作者对北京周边的PM10和PM2.5颗粒进行采样测量，得到了其中元素的精确含量与相对比例，主要元素有In,Cl,Ag,Au,Hg,Zn等，从而为得知污染源，进行相应的调控提供了一定的依据。
在固体污染物方面，中子活化分析也有应用，比如煤质的分析，部分原煤中含有大量的砷，铬等有害元素，在2001年发表的一项研究中[14]，作者运用中子活化分析，对云，贵，川三地产的原煤进行了分析，获知了不同产地的原煤的污染元素的含量，对于开发优质资源，减少燃煤带来的环境污染有一定的参考意义。
同样的，在2014年的一项研究中[15]，作者通过对苔藓样品的中子活化分析，对墨西哥Toluca峡谷地区的污染状况进行了评估，研究发现不同地区苔藓样品中As, Cr, Hg, 和Rb等有害元素的含量各不相同，从而可以通过这些元素的分布来评估各地区的污染状态为治理环境污染提供参考。
5.材料行业中子活化分析可以用于测量半导体和其他高纯度材料中的杂质或者掺杂物的痕量和超痕量元素浓度。
半导体器件的质量受到在器件制造期间掺杂的B，P，As，Au等元素或残留的污染物的强烈影响。
小于1ppb的少量杂质可能对半导体器件的质量产生重大影响。
NAA 以其低样品需求量，对样品处理少，灵敏度高等优点被作为首选的元素分析方法，能够准确测出半导体器件中的各种元素含量，进而对产品工艺进行改进，提升产品质量[16]。
此外，NAA在并非要求高纯度的材料分析中也有应用，比如已经小型化的中子活化分析在线水泥质量分析仪，玻璃制品的质量分析等。
6.流行病学在非黑素瘤皮肤癌的研究中的应用。
有证据表明，高于正常摄入量的砷可能增加患非黑色素瘤皮肤癌的风险。
达特茅斯医学院对这个假设进行验证，在新罕布什尔州人口中进行研究，他们通常在其饮用水供应中摄入较高水平的砷，这些水通常是来源于一个住宅或几个住宅的水井。
指甲中的砷浓度与饮用水砷含量直接相关，而测量指甲中砷含量则是通过NAA 来进行。
基因敲除小鼠模型囊性纤维化的研究，哥伦比亚大学的一项研究使用NAA以测量Ca，Mg，P，Na，K，F，Cl，Br和Mn来衡量基因敲除小鼠和正常小鼠的骨和牙齿矿化差异。
在国内2003年进行的一项研究中[17]，研究者运用中子活化分析，对砷中毒地区病人的头发样品中的微量元素含量进行分析，并与北京地区正常人的样品得到的结果进行对比，结果表明: As, Fe, Re, Ba,Br, Sb 在重病患者发中的质量分数最高, 轻病患者次之,正常人最低; 而Se, Ca 在健康人发中的质量分数最高。
并且头发中As质量分数越高, 病人病情越严重。
Fe,Re 和Ba 等微量元素可能加重砷的中毒, 而Se,Ca 和Co 可能拮抗砷的毒性。
这样的结果对治疗金属中毒病人有一定参考价值。
7.食品安全近年来食品安全问题备受关注，食品中有害元素的含量可以反映食品是否被污染。
在我国部分食品的微量元素结构测定和制定食品卫生微量元素标准中，NAA技术做出了一定的贡献。
在2010年的一项报告[18]中指出，作者对来自不同地区的部分食品（包括大米、小麦、胡萝卜、芹菜、洋葱、绿茶、对虾和猪肝）进行了多元素中子活化分析。
测定的总元素有30个，其中营养元素为Cr，Cu，Fe，Mo，Rb，Se，V，Zn。
毒性元素为As，Cd，Sb，Th。
普通元素是Al，Ba，Br，Ca，Ce，Cl，Co，Cs，He，K，Mg，Mn，La，Lu，Na，Sc，Sm，Yb。
分析结果表明毒性元素分布为：As：虾>肝>大米>小麦／蔬菜；Cd仅在岳阳大米有少量，含量值接近探测限(DL)；Sb：绿茶>洋葱>芹菜>其它；Th在所分析的食物中没有差异。
国内进行的另一项研究中[19]，作者详细测量了不同品种茶叶中的氟含量，结果表明，茶叶中氟含量的高低依次为黑茶、红茶、乌龙茶、绿茶，个别黑茶氟含量高达276 mg/kg,超出国家限量标准(≤200 mg/kg)，存在饮用安全风险。
8.法医学中子活化分析在法医学方面也有一定的应用，其历史可追溯到1956年加埃塔恩·布查德的谋杀案，尸检时，警方发现小女孩指甲上缠绕的一根头发，同通过对这根头发进行中子活化分析，并与重点嫌疑人约翰·沃莱曼的头发样品得到的结果进行对比，确认了布莱曼的作案嫌疑。
中子活化分析可以检验出1英寸长的头发中的14种元素，而100万人中，据估计只有两人能达到九种元素的含量接近。
在著名的1976年John Norman Collins案件中[20]，同样运用到了中子活化分析，对头发样品进行分析，以确定样品是否来自同一个个体。
此外，中子活化分析还可以检测出使用枪械射击后在身体上残留的痕量S，NO2等的存在，以推测被检测者是否在近期使用过枪械。
总结中子活化分析的应用已经相当成熟并被应用于很多的领域。
但是，其他非核技术如ICP 和ICP-MS的发展已经导致NAA使用量的下降，特别是在人类中和其他生物样本中。
不过，在一些领域中NAA仍然是不可替代的，例如难以溶解的固体材料的分析；在痕量元素的分析中，由于被其它物质污染的可能性非常大的分析，NAA也无法被替代；对精确度要求很高的分析中NAA也无法被替代。
而且，与很多其他技术相比，NAA一般不需要进行任何特殊的样品预处理，并且对样品是无损的，在进行NAA后还可以进行其它的分析，在许多情况下，这是非常重要的，可以预见NAA在将来仍将拥有广泛的应用。
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