下载文档原格式
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。
果叶中主量元素与微量元素的中子活化分析果叶中的元素包括主量元素和微量元素，其中主量元素是果叶中含量较高的元素，微量元素是果叶中含量较低的元素，因此，对它们的分析对果叶的品质和功能有重要的影响。
最近，中子活化分析（NAA）技术受到了广泛的关注，它可以有效地分析出果叶中的元素，既可以用来评估果叶的品质和营养，也可以用来判断果叶是否受到有害物质的污染。
中子活化分析技术是一种利用中子照射样品，并对放射性产物的放射性来测定和分析样品中元素含量的分析方法。
它是一种半定量分析技术，可以检测出果叶中含量较低的元素，比如钛（Ti）和锶（Sr）等，同时还可以检测出大量的元素，如铝（Al），钙（Ca），镁（Mg）和钾（K）等。
在实验中，中子照射对果叶中的元素会产生一定的“中子活化产物”，如放射性氦（He），用测量仪可以测量出果叶中的元素含量。
中子活化分析技术具有很多优点：首先，NAA是一种非破坏性技术，它不会对果叶产生任何污染。
其次，它可以用来快速分析出果叶中含量较低和较高的元素，而且能够快速精确地分析出元素的含量。
再次，它可以通过不同的中子活化产物进行分析，可以用来分析不同类型的果叶，如多糖果叶，苦果叶，酸果叶等，它可以用来测定果叶中的元素含量，并有助于更准确地控制和评估果叶的质量。
此外，NAA技术也可以用来检测果叶中固定元素和游离元素的含量，并可以更准确地评估果叶中元素的含量，有助于研究其影响果叶质量的因素。
另外，由于NAA可以快速准确地测定果叶中的元素，也可以用来检测果叶中的有害物质，如重金属离子等，有助于评估果叶是否受到污染。
因此，中子活化分析技术在分析果叶中主量元素和微量元素的应用中是十分有效的，它不仅可以用来评估果叶的品质和营养，而且可以用来检测果叶是否受到有害物质的污染，从而提高果叶的质量。
另外，它也可以帮助我们快速精确地定量分析果叶中的元素，有助于我们更准确地评估果叶的质量。
因此，中子活化分析技术可以说是一项全面而有效的技术，对于评估果叶的品质和提高果叶质量具有重要意义。
中国陆地水元素组成的中子活化分析试验
中子活化分析是一种新兴的实验技术，它可以用来测定物质中不
同元素的含量。
它是比传统分析方法更精确、更方便、更快速的一种
方法。
此外，它可以extract新未知物质的chemicochemical原子成份，分析和比较不同物质的浓度分布和累积，以及识别以前未被发现的未
知元素和它们的组成分布情况。
中国陆地水元素组成的中子活化分析试验是一项由中国海洋环境
科学研究中心一研究小组完成的重要研究工作。
该组用游离中子源对
中国各省、自治区和直辖市的水样进行游离中子活化分析，构建了中
国陆地水质元素含量分布格局。
研究发现，各个省份和自治区的水样
中都含有大量元素，其中以氯、硫、铵、氟最多，其次依次是铁、锰、铜和锌等，继其后的是铅、镉、砷和汞等。
综合考虑水处理过程中的
破坏物质特性，水样中还存在大量有毒、有害元素，如硅、锆等。
该研究结果表明，中国广大省份和自治区的水样中含有多种微量
元素，相应的元素的分布也不尽相同。
它只是仅仅是中国水质特征的
粗略展示，以后可以根据不同区域水质的分布特性，采取有针对性的
管理措施做出更科学、更合理的污染防治策略。
中子活化在考古学中的应用
中子活化分析是一种基于核反应的分析方法，可用于考古学中的许多问题。
通过将样品暴露于中子流中，中子与样品中的原子核发生反应，产生新的核素或释放出γ射线。
这些γ射线可以被探测器测量并用来确定样品中存在哪些元素，以及它们的浓度。
在考古学中，中子活化分析可用于确定古器物中存在哪些元素，从而提供有关制造工艺、地域来源和年代的信息。
例如，通过对青铜器物进行中子活化分析，可以确定它们中含有哪些金属元素，从而推断器物的制造工艺和地域来源。
此外，中子活化分析还可以用于鉴定文物的真伪，因为不同时期的制作工艺和材料使用可能会导致元素组成的差异。
除了文物和古器物，中子活化分析还可用于考古地点的研究。
通过对陶瓷、玻璃、石头等材料中的元素进行分析，可以得出有关这些材料的来源和流通情况的信息。
例如，通过对古代陶瓷中的元素进行分析，可以确定它们的产地和贸易网络，从而了解古代人类的贸易活动和文化交流。
总之，中子活化分析在考古学中有广泛的应用，可以提供有关文物、器物和考古地点的丰富信息，有助于增进对古代文明的认识和理解。
- 1 -。
中子活化分析中子活化分析（NAA）[仪器中子活化分析instrumental neutron-activation analysis (INAA)]最初由匈牙利放射化学家Hevesy和Levi于1936年提出，直到60、70年代才广泛使用并日趋成熟。
目前使用中子活化分析技术可分析周期表中的大部分元素，并且随着实验技术和数据处理方法的不断完善，已建立在线分析系统，从而使中子活化分析的应用范围迅速扩大，现已在材料科学、环境科学、地质科学、生物医学、考古学和法学等领域得到广泛应用。
NAA法特别适合考古学中的元素分析。
它与其他元素分析法相比较，有许多优点，其一是灵敏度高，准确度、精确度高。
NAA法对周期表中80%以上的元素的灵敏度都很高，一般可达10-6-10-12g，其精度一般在±5%。
其二是多元素分析，它可对一个样品同时给出几十种元素的含量，尤其是微量元素和痕量元素，能同时提供样品内部和表层的信息，突破了许多技术限于表面分析的缺点。
第三取样量少，属于非破坏性分析，不易沾污和不受试剂空白的影响。
还有仪器结构简单，操作方便，分析速度快。
它适合同类文物标本的快速批量自动分析，其缺点是检测不到不能被中子活化的元素及含量，半衰期短的元素也无法测量。
此外，探测仪器也较昂贵。
1、中子活化分析原理及操作所谓中子活化分析是利用有一定能量和流强的中子、带电粒子或高能r光子去轰击待分析样品，使样品中核素产生核反应，生成具有放射性的核素，然后则测定放射性核素衰变时放出的瞬发辐射或缓发辐射，对元素作定性定量分析，从而确定样品中的元素含量。
中子活化分析的基本过程如图所示（见图廿八）。
首先寻找最佳方案，熟悉样品的属性，大致特征，计算最佳辐射条件和冷却时间。
接着，制备样品和标准样品，后者为防止反应堆中子强度变化带来的误差作参照标准。
不同形态的样品采取不同的制备方法。
固体块直接截取放入容器中，粉末状还应称重，液体要放在聚乙烯容器或石英安瓶内，气体量好体积后放入石英管中。
样品制好后放入金属罐内，等待辐射。
接着选择最佳的辐射源，是使用反应堆、加速器还是同位素中子源。
然后进行辐射、冷却，辐射源工作的同时探测系统（包括半导体探测器，闪烁计数器等探测器和多道分析器）开始运转，测定核素的半衰期和射线能量、强度，最后是利用电子计算机进行数据处理。
2、中子活化分析的应用中子活化分析在考古学中主要用来测量陶瓷器、玻璃、银币、铜镜、燧石、骨头化石等样品中的微量元素和痕量元素，进行统计分析，寻找共同性和差异性，从而确定元素成分的演变、产地及矿源等。
不同地区的陶瓷土的元素组成差异，特别是微量、痕量元素组成差异大于它们在同一陶土源不同部位的涨落。
以我国古瓷研究为例，古代瓷器原料就地取材，其中所含的微量元素种类不多，一般不影响瓷器质量，但在瓷器中长期保存，因而成为各类瓷器的分辨特征。
经中子活化分析不仅确定了古瓷中微量元素的古瓷窑窑系，分析了各处古窑的瓷土来源，瓷釉中元素含量的分布说明了原料配方上的差别。
更重要的是利用中子活化分析的测量数据建立了各窑系、各瓷类的微量元素特征谱系，瓷类特征谱系因配料不同而形成，其中所含的元素和含量有明显差别，如浙江龙泉窑青瓷釉的宋代和明代特征迥异。
外国学者用中子活化分析技术已积累了许多资料。
通过对古陶瓷的大量数据积累从中选出地域性特征微量、痕量元素及其含量，用现代陶器、源粘土进行对比，进一步推断古陶瓷的制作年代和烧制地点。
我国也用此法进行研究。
二、、铅同位素比值法20世纪80年代以来国际上积极开展用同位素比值法研究古代器物，如青铜器、钱币、玻璃、颜料、大理石等，研究它们的同位素比值特征，可以帮助了解古代社会的制造业、贸易、文化交流等。
在同位素的应用中以铅、氧、碳为常见。
碳稳定同位素比率在骨头中的应用，可提供古代人类的饮食信息；氧同位素比率主要用于海洋沉积物中的某些贝壳，可提供过去的气候条件和海洋表面温度方面的信息；而铅同位素可以提供材料的不同起源尤其是铅、铜、银矿的来源而应用最广。
1、铅同位素比值法原理地球上所有物体都含有铅，无论岩矿物，空气，水土，还是金属器皿，钱币，颜料，各种生物体内。
这些铅又有四种同位素，204Pb, 206Pb, 207Pb和208Pb，其中206Pb，207Pb，208Pb分别是铀的同位素238u，235u和钍的同位素232Th 经过一系列放射性衰变而来，这三种铅同位素时间而积累；而204Pb为非放射性成因铅，不随时间增加。
而地球上各种金属矿库的地质年龄和形成过程中环境物质所含的铀钍浓度完全相同的几率很小，所以它的铅同位素含量比率各有差异；而且，铅同位素比率在整个矿物中是均匀的。
几乎不受熔化的影响，因此最终炼出金属里的铅同位素比率与矿源中的一致。
但实质上有些矿石铅经历多次的重融和重结晶过程，这需要多阶段的成因机制来描述。
尽管如此，矿石铅同位素比值仍然是反映不同矿区的特征值。
由铅同位素比值法的原理可知其优点，首先是取样少，一般取1-10毫克即可。
其次样品不受风化、腐蚀的影响。
此外，从铅同位素比值的分布图上还可以看出器物之间的相互关系和来源的差异，并可推测矿料来源的区域。
同时，我们要考虑人为重熔现象对铅含量的影响，在考虑古物的原料来源区域需采取慎重态度。
2、铅同位素比值法操作铅同位素比值法操作如下：首先是取适当样品（1-10毫克）进行适当预处理（如清洗等），然后加数滴硝酸溶解。
在弱酸性溶液条件下，采取电离沉积法或其他方法提取纯铅。
把提纯的铅样品涂于质谱率子源内的鳞带上，并加硅酸发射剂，装入质谱仪内。
开始加热铼带，并经磁场扫描，可得到铅同位系质谱图和比值（207Pb/206Pb和208Pb/206Pb的比值）。
再将测定与标准铅比较进行校正。
三、穆斯堡尔谱学穆斯堡尔效应（Mossbauer Effect）是γ射线的共振荧光现象，它是一种放射性同位素核发生的γ辐射被另一个同类核素无反冲共振吸收的原子核效应。
1957年德国年轻的物理学家穆斯堡尔在做博士论文的实验中，发现了这种效应，因这种效应具有极高的能量分辨本领而迅速得到承认并予以普遍应用，并以他的名字来命名，很快形成了一门新的学科——穆斯堡尔谱学（MS）。
穆斯堡尔谱建立在观察固体中的原子核对γ射线无反冲发射和共振吸收基础上的一种能谱线，一般可测出原子核能级10-13-10-16eV的能量变动，因而穆斯堡尔效应被认为是研究物质结构的灵敏探针，广泛应用于物理、化学、生物、医学、地质、冶金、考古等学科领域。
目前已在44种元素（比Fe轻的元素除K外，都未观测到穆斯堡尔效应），85种同位素中观察到穆斯堡尔效应，其中57Fe的14.4KeV的穆斯堡尔效应应用最广泛，因为许多物质中铁含量很高。
1、穆斯堡尔谱学及其操作经过观测，处于固体中的原子，可以实现γ光子的无反冲共振吸收。
因此无反冲γ射线经过这一吸收体时，如果入射线的能量与吸收体中的某原子核的能级间跃迁能量相等，这种能量的γ射线会被吸收体共振吸收。
入射的γ射线称穆斯堡尔辐射，能实现无反冲共振吸收过程中的原子称穆斯堡尔原子。
当发射一系列不同能量的γ光子时，与穆斯堡尔原子核跃迁能量相同的γ光子显著被共振吸收，而能量相差较大的γ光子则不被共振吸收，两者在透过计数器上的计数也不同。
因此在能量的坐标轴上，可以找到被吸收γ光子的能量位置。
这种经吸收后所测得的γ光子数随入射γ光子能量的变化关系就称为穆斯堡尔谱。
众所周知，古陶和粘土中一般含有5-10%的铁元素。
因而，穆斯堡尔效应在考古中主要用于研究古陶，粘土和其它含铁元素较多的遗物。
陶器在古代使用过程中数量多、品种丰，因而对其研究穆斯堡尔效应也比较系统，从陶器的原料来源、工艺、烧制技术颜色到年代确定都很成功，而且有进还可做一些定理定性分析。
古陶的穆斯堡尔谱形主要决定于原始的烧成条件，即烧制气氛和烧成温度。
谱形决定于古陶的物相。
如果重烧古陶的气氛接近于古陶原始的烧制气氛，只要重烧温度不超过原始烧成温度，古陶的物相不会发生变化，穆斯堡尔参数保持不变的最高重烧温度即可作为古陶的原始烧成温度。
此外，也可用于古代颜料，书画漆木器、青铜器、钱币、兵器在内的各类文物的分析。
穆斯堡尔谱学能够很好地对文物进行物质结构形态、化合物的微观结构进行分析，与其他考古分析相比，它有许多优越性。
其一，它是一种非破性或很少破坏的分析方法。
其二，需样品量少，而且对其纯度、品价质量要求不高，100mg就可得到满意的穆斯堡尔谱线。
第三，穆斯堡尔效普仪便宜好用。
当然，该技术也有局限性和片面性，具有穆斯堡尔效应的只有40多种元素。
一般须在低温条件下进行了。
而且研究对象只局限于固体和少数冷冻液体。
最好与其他化学元素分析方法相配合。
实际操作中是将发射和吸收γ射线的原子核各自嵌在适宜固体的晶格中，使在发射和吸收γ射线时反冲能量的接受者是一整块晶体。
两者的反冲能量对整块晶体来说趋于零。
这样便实现了发射谱线和吸收谱线的重叠，即实现了原子核间的共振吸收。
在这个过程中发射的γ射线能量调制是利用多普勒效应实现的，即放射原子γ射线获得需要的多普勒速度束补偿因原子核反冲损失的能量，从而达到γ射线的共振吸收。
穆斯堡尔谱学通常以两种方法获得。
一种是透射法也叫共振吸收法，是通过测量透过吸收体的γ射线计数而获得谱线。
当吸收体发生共振吸收时，透过计数器最小，形成倒立的吸收峰，在谱线上会出现一个凹谷，即吸收线。
透射法实验装置简单且计数率高，很容易获得质量较好的谱图，但样品必须是薄片形状，且有一定的厚度限度。
另一种方法是背散射法，也称共振散射法，是通过测量由吸收体散射的γ光子计数得到的穆斯谱尔谱线。
即就是吸收体共振吸收所处于激发态，再向基态跃迁时发射出γ射线感内转换电子和二次X光到探测器内计数，其谱线是正立的峰。
背散谱法对样品没有厚薄要求而且无需制备样品，因而是一处无损测量的方法，目前广泛使用的穆斯堡尔谱仪都是利用多谱勒效应来调控γ射线能量，一般由γ射线源、多普勒速度振子、探头、样品架、多道脉冲分析器、计算机、打印机（见图三十二）等部件组成。
穆斯堡尔谱用共振吸收峰强度，同质异能移、多普勒解移、谱线宽度和面积，面积比值，四极分裂值和磁分裂值等作参数，，共同提供样品的结晶学信息。
经过分析处理的谱线图如下（图三十三），横坐标表示γ射线的能量刻度，纵坐标是标本对γ射线的相对吸收强度。
图中的水平线是不能产生共振吸收的γ射线，曲线表示不同程度的吸收曲线。
2、穆斯堡尔谱学方法的应用利用穆斯堡尔谱可进行考古学年代的断定。
古陶器长期埋在土壤中，陶器内的晶体（石英、长石等）受到天然放射性元素的辐射损伤会形成晶体缺陷，同时土壤的风化作用使陶器晶粒变细、氧化铁颗粒减小，这些变化都同时间有关，这些在穆斯堡尔谱线中均可得到反映。
