NIST候选标准物质RM2703中多元素取样行为的中子活化分析
前处理中子活化分析地样中稀土元素的方法
前处理中子活化分析地样中稀土元素的方法从古至今，稀土元素在生活中占有重要地位，它们具有独特的化学性质，如强磁性、良好的稳定性、高熔点和较高的灵敏度等，这使其成为重要的原材料，广泛应用于微电子、磁性材料、润滑剂和制药等领域，从而成为现代社会发展不可或缺的重要组成部分。
因此，研究稀土元素含量和分布规律，以及它们在自然界中的迁移转化关系，对于科学家们来说是非常重要的。
为了研究稀土元素在自然界中的分布特征，科学家们开发出了前处理中子活化分析技术（NAA），这是一种常用的核磁共振分析技术，具有更高的精度、更高的检测灵敏度和更广泛的应用范围，可以有效地测试地样中的稀土元素。
前处理中子活化分析技术（NAA）包括以下几个基本步骤：首先，从地表采集样品，并将其研磨细化；其次，在特定环境下进行中子反应，使样品中的稀土元素发生放射性衰变反应；然后，将反应后的样品放入核磁共振（NMR）仪器中进行分析测试；最后，将测试结果与应用标准进行比对，确定稀土元素的浓度分布特征。
前处理中子活化分析技术（NAA）是一种可靠、灵敏、高度精确的分析技术，广泛应用于监测地下水和空气中的稀土元素浓度，帮助科学家们确定其在自然界中的分布特征和迁移转化规律，促进科学家更好地理解稀土元素存在的本质，并且提高了研究成果的准确性。
前处理中子活化分析技术（NAA）的发展也为现代社会带来了重大的积极影响，有助于提高对稀土元素的利用效率，充分开发稀土资源的潜力，填补国内稀土元素的供应缺口，从而为智能手机、航空航天、新能源等领域的发展起到重要的推动作用。
总的来说，前处理中子活化分析技术（NAA）是一项重要的技术，其理论和应用一直受到广泛关注，有助于科学家们更好地理解稀土元素存在的本质，提高了研究成果的准确性，促进了现代社会的发展进步。
但是，在进行实际应用时，由于能量损失的存在，样品的纯度影响，以及仪器的灵敏度和精度等，均可能对实验结果产生一定影响，因此，在进行实际应用时，应当尽量采取可靠的前处理措施，以保证实验结果的准确性。
国家标准《硅的仪器中子活化分析测试方法》编制说明
中华人民共和国国家标准《硅的仪器中子活化分析测试方法》（送审稿）编制说明一、工作简况1、任务来源：本标准根据国家标准委《关于下达2012年第一批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2012]50号）为依据，项目计划序号为20120276-T-469，由乐山乐电天威硅业科技有限责任公司负责起草编制，计划于2014年完成。
2、协作单位：中国原子能科学院3、主要工作过程：(1)、2012年11月，根据下达的起草任务，成立《硅的仪器中子活化分析测试方法》国家标准起草小组，确定标准责任人和小组成员；(2)、根据SEMI PV 10-1110所提供的实验技术参数，初步调研了国内部分中子活化反应堆的现状，确保有关实验技术参数在国内实验时能得到有效保障；(3)、根据SEMI PV 10-1110，对标准进行了翻译；(4)、根据以上工作，编制了此标准的征求意见稿；(5)、在2013年07月征求意见稿的标准讨论会（合肥）上，各与会专家对此稿提出了修改意见，意见汇总和处理结果列于表1中；表1：征求意见稿修改意见和建议汇总表（合肥）(6)、对标准中的有关计算公式（SEMI标准中缺少推导过程），进行了实际推演（推导过程详见编制说明第十一章的附录A）；(7)、根据各与会专家提出的意见，对征求意见稿进行修改，形成预审稿；(8)、在2013年11月预审稿的标准讨论会（南京）上，各与会专家对此稿提出了修改意见，意见汇总和处理结果列于表2中。
表2：预审稿修改意见和建议汇总表（南京）(9)、预审稿经中国原子能科学院张亚东博士审阅和修改，形成送审稿初稿。
修改情况详见表3。
表3：张亚东博士修改内容对照表(10)、送审稿初稿提交原子能科学院进行院内评审、公示。
(11)、按照原子能科学院院内评审意见，对送审稿初稿进行修改，形成送审稿。
原子能科学院院内评审意见汇总与表4中。
表4：原子能科学院院内评审意见汇总表4、标准主要起草人及其所做的工作二、标准编制原则和确定标准主要内容（1）、编写格式按照GB/T 1.1—2009《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写》的要求进行编写。
核医学 活化分析
质子激发χ线发射分析 质子激发 线发射分析
用质子静电加速器加速质子， 用质子静电加速器加速质子，然后轰击靶 原子， 靶原子受激或电离， 原子 ， 靶原子受激或电离 ， 退激时将多余的 能量以特征χ线形式放出来 线形式放出来。 能量以特征 线形式放出来。 不同的靶原子放出的特征χ线谱不同 线谱不同， 不同的靶原子放出的特征 线谱不同，通过 能谱分析求出核素的量。 能谱分析求出核素的量。
脉冲堆若用于发电，可大幅度降低成本， 脉冲堆若用于发电，可大幅度降低成本， 具有广阔的商业化前安全性能很高。 具有广阔的商业化前安全性能很高。 这标志着中国继美国之后， 这标志着中国继美国之后，已成为世 界上第二个能设计与建造这种新堆型的 国家。 国家。 深圳大学为研究用微型堆， 深圳大学为研究用微型堆，中子通 中子数/秒 平方厘米 平方厘米。 量1012中子数 秒.平方厘米。
2, 自发裂变中子源： 自发裂变中子源： 锎252Cf，体积更小、衰变热低，中子输 ，体积更小、衰变热低， 出量高（ 中子/秒 出量高（2.31×1012中子 秒），252Cf每衰变 × 每衰变 一次平均可产生3.76个中子，它的半衰期为 个中子， 一次平均可产生 个中子 85年，是除反应堆、加速器外最强的辐射中 年 是除反应堆、 子源。 子源。 但它价格昂贵，一般 但它价格昂贵，一般100兆瓦的反应堆照 兆瓦的反应堆照 两年才能生产几十毫克， 射239pu两年才能生产几十毫克，从239pu 到 两年才能生产几十毫克 252Cf需要吸收 个中子，产额很低，它比黄 需要吸收13个中子 需要吸收 个中子，产额很低， 金还贵重。 金还贵重。
我国现在已有脉冲堆(成都 ， 我国现在已有脉冲堆 成都)，它 是用独特 成都 的铀氢锆材料作燃料元件的多功能小型池式 核反应堆，它的堆芯紧凑，结构简单， 核反应堆 ， 它的堆芯紧凑 ， 结构简单 ， 安全 保障设施要求较低， 保障设施要求较低 ， 大大减少了建造和运用 费用。 费用。
可活化稳定同位素示踪—中子活化分析法研究育龄妇女膳食铁的生物利用率
粪便排 出的总铁和 不易被吸收的镝元素监测浓缩 同位素铁在体内的滞 留时间以确 定不 同试验者 的粪 便收集孜数等多种途径 来提高分 析 结果 的 可靠性 ：研究结 果显 示 ， 受试 妇女膳 食 铁的生 物 利用率 为
可 活化 稳 定 同位 素 示踪 ． 中子 活 化 分 析 法
研 究育 龄 妇 女膳 食 铁 的 生物利 用 率
张 梅， 发， 伟 王 养 倪郊 田 之， 平生， 雷 曹
中 国原 子 能 科 学 研 究 院 按 物 理 研 究 所 ． 京 北 １７ １ ） ０． ３ ＿ ４
摘要 ： 采用两种洁缩丰度分别为 ６ ． ％和 ２ ． ％的可 活化稳定 洁缩 同位 素 Ｆ １４ ３４ ｅ和站Ｆ ｅ作为示踪 剂 ， 结
微量 元素 铁对 于生 物体 维持正 常生命 活 动
极 其重要 。铁 与蛋 白质 形成 血红蛋 白 、 肌蛋 白 ， 参 与 氧 的携 带 和 运 输 ； 亦 是 多 种 酶 （ 胞 色 铁 细
素） 的活 性 中心 ， 并参 与 生物氧 的利 用 体 内缺 铁 常 引起 多 种疾 病 ， 中最 常 见 的是 缺 铁性 贫 其
血 症 ， 发 病 率 在 发 展 中 国 家 高 达 １ ％ ～ 其 ０
收稿 日期 ：０ １ Ｉ．４ 修 回 日期 ：０ １儿一１ ２ ０ Ｊ８ １ ； ２０ 『 １ 基金 项 目： 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（９ ７ ０ ２ 国 １ ８５ ８ ） 作者 简 介 ： 养梅 （９ 卜 】直 ， 龙 江 取 鸭 山 人 ， 张 １７ ， 黑 助理 研 究 员 ． 分析 化 学 专 业
第2章中子活化分析
核分析基础及应用
第二章 中子活化分析
成都理工大学 核自学院
成都理工大学 李丹
1
核分析基础及应用
主要内容
概述 第一节 中子活化分析原理 第二节 快、慢中子活化分析技术 第三节 中子活化分析技术的应用 第四节 中子瞬发γ射线活化分析
2
核分析基础及应用
概 述
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。 发展：
(n, α)，(n, p)的等反应生成放射性核素， 处理照射样品，测量放射性活度和射线能 量，可以确定靶样品中某种核素的含量和 种类。
irradiation
Out; radiochemical separation; decay;
measureme nt
11
核分析基础及应用
第一节 中子活化分析原理
7
核分析基础及应用
概 述
应用
• 作为一种常规的元素定量分析方法，广泛用于生物医学、
环境、地质、冶金、半导体工业、考古、刑侦等；
• 作为验证其它分析方法可靠性的一种检测手段，在许多
场合用于对比测量。
8
核分析基础及应用
概 述
新进展
• 进一步提高测量精确度、分析效率及提高分析灵敏度、
选择性
• 改善辐照设备、γ谱仪和谱的分解及计算机程序
21
核分析基础及应用
第一节 中子活化分析原理
一、活化分析公式
2. 冷却时间内的放射性活度 在冷却时间内，放射性核衰变，冷却到时刻t1未发生衰变的 放射性核数为：
N (t1 ) N (t 0 )e (t1 t0 )
活度为：
A(t1 ) N (t1 ) N (t0 )e (t1 t0 ) A(t0 )e (t1 t0 ) A(t0 ) D
中子活化分析
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。
仪器中子活化分析法测定中药材中微量元素
仪器中子活化分析法测定中医药材中微量元素摘要：黄芪、当归的根，甘草和党参，这些通常被用作为中国传统医学的药材，由仪器中子活化分析法（INAA）分析。
研究的样本收集于中国甘肃省的西北部，并在中国原子能科学研究院 (CIAE)通过15兆瓦重水反应堆进行辐射。
感应活动由一个校准低背景的c-分光计配备有高效率同轴高纯锗（HPGe）检测器进行计数。
对草药中十八种微量元素（钙，铁，钠，锌，钡，铷，铈，铬，镧，钴，钍，铯，锑，钪，钐，铪，铕和铽）的浓度进行了测定。
本文还对草药的药理作用和某些元素的含量之间可能存在的联系进行了讨论。
测量结果与文献报道的值进行比较。
关键词：中子活化分析；药用植物；微量元素简介近年来，作为一种替代方法，传统的草药已经不仅在发展中国家，而且在发达国家广泛使用。
除了有机化合物的身份，药用植物中元素含量的知识也是十分重要。
多种微量元素的活性成分对其疗效的形成发挥了重要作用。
这些元素对人体的各种代谢过程至关重要。
它们与人类的生长和一般健康状况密切相关。
这些元素的缺乏或不平衡可能导致生理紊乱。
此外，随着工业化和环境的污染，有必要检查药材中某些有毒元素的含量。
因此，药材中某些微量元素浓度的信息是有重大意义的。
有以下一些通常用于微量元素分析的技术：原子吸收光谱法（AAS ），能量色散X射线荧光（ EDXRF ），电热原子吸收光谱法（ ETAAS ），电感耦合等离子体原子发射光谱法（ ICP-AES ），电感耦合等离子体质谱（ICP -MS ），粒子激发X射线荧光分析（PIXE ），光子活化分析（ PAA ）和带电粒子诱发活化分析（ CPAA ）。
仪器中子活化分析（ INAA ）是一个用于测定多元素微量水平有着较高灵敏度，较普通方法可靠而有效的方法。
来自不同国家的几位作者进行了他们各自国家的药材用中子活化分析报告。
然而，并有没有关于中国的草药足够的数据分析。
在这项工作中，我们首次利用中子活化分析方法确定了四种重要中药中的18个元素，我们希望我们的发现将对设定的药用植物中元素含量的基准有用。
中子活化分析技术
同位素中子源 （Radioisotope）
Neutron yield units ： s-1µ g-1 1. (alpha, n)中子源: 9Be + 4He → 12C + n 10Be + 4He → 13N + n +e+ 1.07MeV
2. 自发裂变中子源(Spontaneous fission) For 252Cf, yield=106 µ g-1 s-1
A t ' 标 f N标 (1 e
A t ' 样 f N样 (1 e
0.693t / T1 / 2
)e
)e
0.693t '/ T1 / 2
0.693t / T1 / 2
0.693t '/ T1 / 2
由式3-8和式3-9，可推出
At '样 At '标 N样 N标 W样 W标 nt '样 nt '标
中子活化分析定量方法---绝对法
中子活化分析定量方法—相对法
中子活化分析定量方法—相对法
将样品盒待分析元素标准在相同的条件下进行照射 和测量，然后将样品中待测元素的特征 射线 与标准的 放射性相比，获得待测元素的含量
中子活化分析定量方法—相对法
中子活化分析定量方法—相对法
中子活化分析定量方法—相对法
中子探测
• 中子不带电,不能直接使原子电离,中子探测分二步: 1) 利用中子同原子核发生某种作用产生带电粒子或光子; 2) 利用核探测器探测这些带电粒子或光子。 • 主要探测方法有： 1）核反应法：产生带电粒子，对物质产生电离； 2）核反冲法：中子与核弹性碰撞，反冲核能量耗于电离； 3）核裂变法：裂变碎片能量耗于电离，产生脉冲； 4）激活探测法:中子照射物质,使其部分变为放射性元素。
中子活化多元素分析仪
中子活化多元素分析仪中子活化法是一种通过样品与中子发生核反应，使样品中的元素转变成放射性同位素，并通过测量样品中产生的放射性同位素的放射线来确定样品中各元素的含量的方法。
中子活化多元素分析仪主要由中子源、样品孔、探测器和数据处理系统组成。
中子源是中子活化多元素分析仪中最关键的部分。
中子源通常采用^252Cf等源，^252Cf源是一种带电量很小的放射性同位素，它发射的中子能量适中，可以激发样品中的核反应。
通过调整中子源与样品之间的距离来控制入射中子的能量和强度。
样品孔是样品与中子源之间的空间，样品放置在样品孔上方。
样品通常是固体、液体或气体形式的，根据不同样品的性质可以选择不同类型的样品孔。
样品孔的设计应符合中子资源和探测器的要求，以获得准确的分析结果。
探测器用于测量样品中产生的放射性同位素的放射线，常用的探测器有闪烁体探测器和半导体探测器等。
闪烁体探测器通常用于测量低能γ射线，而半导体探测器则适用于测量高能γ射线。
探测器能够将放射线产生的能量转化为电信号，通过电信号的处理可以确定放射线的强度，从而确定样品中元素的含量。
数据处理系统用于收集、处理和分析从探测器获得的数据。
数据处理系统常常包括放射线计数器、数据采集器、计算机和软件等。
通过数据处理系统可以确定样品中不同元素的含量，并生成相应的分析报告。
中子活化多元素分析仪具有许多优点。
首先，它具有灵敏度高、精确度高、测量范围广的特点。
中子活化法可以检测大部分元素，尤其是微量元素，对于痕量元素的分析具有很高的灵敏度。
其次，中子活化多元素分析仪无损分析，样品不需要进行任何处理，可以准确地分析各种样品。
再次，中子活化分析方法具有无干扰和无基体效应的特点，对于复杂样品矩阵中的元素分析具有很大的优势。
此外，中子活化多元素分析仪还具有非常广泛的应用领域，可应用于地质矿产、环境监测、生命科学、材料科学等诸多领域。
综上所述，中子活化多元素分析仪是一种应用中子活化法进行样品多元素分析的仪器，具有灵敏度高、精确度高、测量范围广等优点。
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。
NIST抗量子密码标准候选算法中基于格的公钥加密与密钥封装机制介绍
NIST抗量子密码标准候选算法中基于格的公钥加密与密钥封
装机制介绍
向斌武;张江;邓燚
【期刊名称】《密码学报》
【年(卷),期】2023(10)1
【摘要】基于格的后量子密码方案在安全性、密钥尺寸和运算速度等方面相较于其他方案都有一定优势,被认为是最有潜力的后量子密码方案.本文综述了美国国家标准技术研究所发起的后量子密码竞赛中所有基于格的公钥加密方案与密钥封装机制,从方法论以及困难性假设的角度进行分类,详细介绍了各自的设计思路与细节.针对重点算法KYBER、SABER、FrodoKEM、LAC、NewHope以及基于NTRU的算法,从底层设计、参数选择、性能对比等方面进行全面比较.总结了竞赛最新进展并分析了目前设计方案需要注意的问题,介绍了未来后量子密码方案设计潜在的发展方向.
【总页数】26页(P20-45)
【作者】向斌武;张江;邓燚
【作者单位】密码科学技术全国重点实验室;中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室;中国科学院大学网络空间安全学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.7
【相关文献】
1.NIST 候选标准物质RM 2703 中多元素取样行为的中子活化分析
2.对一种基于公钥加密算法的组密钥管理方案的密码分析
3.标准模型下高效安全的基于证书密钥封装机制
4.公钥加密算法与抗量子密码体制安全性的数学分析
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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中子活化法测定地球化学样品中32种元素
中子活化法测定地球化学样品中32种元素姜怀坤;成学海;张文娟;郑建业【摘要】采用中子活化法测定地球化学样品中32种元素.通过对谱线干扰、铀裂变干扰、(n,p)和(n,α)反应干扰进行校正,利用超热中子活化部分待测元素来提高方法的准确度和改善方法的检出限.32种元素的检出限在2×10-8～4.48×10-4之间.方法用于测定标准物质,测定值与标准值一致,测定值的相对标准偏差在0.7％～10％之间.【期刊名称】《理化检验-化学分册》【年(卷),期】2015(051)004【总页数】4页(P429-432)【关键词】中子活化法;地球化学样品;元素分析【作者】姜怀坤;成学海;张文娟;郑建业【作者单位】山东省地质科学研究院,济南250013;国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省地质科学研究院,济南250013;国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省地质科学研究院,济南250013;国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省地质科学研究院,济南250013;国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,济南250013;山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,济南250013【正文语种】中文【中图分类】O657.4中子活化分析是目前国际上公认的先进分析手段之一［1］，具有灵敏度高、准确度好、非破坏性、多元素同时测定的特点；对于多数种类的样品无需化学前处理，避免了被测元素的损失和试剂沾污；基体效应小，具有较高的选择性，特别适合化学组成复杂、化学性质相似的多元素分析。
但近几年在我国地球化学领域中的应用正趋于减少［2－3］。
中子活化分析原理及应用简介_李德红
以及靶核数目 N 成正比, 与活化( 照射) 时间 t 是 指数关系. 在中子活化分析过程中, 样品被中子束活
化后并不立刻进行放射性测量, 而是将活化后的样
品 冷却 ( 衰变) 一段时间, 才开始测量, 若冷却时间
为 t , 则冷却后的放射性活度为
ln 2
ln 2
At =
N
1-
-
e
Tt
1/2
e- T t 1/2
第 24 卷第 6 期 2005 年 6 月
大学物理 COL L EGE PHYSICS
Vol. 24 N o. 6 June. 2006
物理 自然 技术 社会
中子活化分析原理及应用简介
李德红, 苏桐龄
( 兰州大学 物理科学与技术学院, 甘肃 兰州 730000)
摘要: 介绍了中子活化分析的基本原理 , 详细给出中子活化方程的推导过程, 概述其主要特点, 通过实例 对其应用进行 了
已经得到大量运用. 4) 无需定量分离, 不受试剂空白影响, 避免了
在痕量分析中定量分离操作的困难, 且不会造成试 剂污染. 这在超微量分析中非常重要.
5) 非破坏性分析, 在考古、艺术品鉴别等非破 坏性分析领域具有特殊优势.
堆中子活化分析技术概述
堆中子活化分析技术概述一、前言中子活化分析技术自20世纪30年代产生以来，由于其灵敏度高等优点，一直是一种重要的分析手段。
目前，这种技术已被广泛地用于地化分析、环境分析、材料分析等领域。
二、方法原理中子活化分析简单地可分为两个部分，即样品经中子辐照转变成放射性物质（活化）和用探测器采集活化后的样品所放出的γ射线，对其进行定性、定量分析。
反应堆（实验型）是最好的中子源，小型游泳池式反应堆的辐照孔道内中子通量可达1×1013 n.cm -2.s -1，且温度低，能够满足大部分的活化分析要求。
在辐照过程中，样品中的稳定同位素主要与热中子（E=0.025eV ）发生核反应，生成相应的放射性同位素，如23Na + n 24Na + γ 或 23Na （n ，γ）24Na而大部分所生成的放射性同位素会衰变并放出γ射线。
这些核素有固定的半衰期，γ射线能量具有特征性，即与核素存在对应关系，如24Na 的半衰期为15 h ，特征γ射线能量为1368 keV 。
因此，中子活化技术可对样品作定性分析，即通过测量活化后样品放出的特征γ射线能量来确定样品中的元素组成。
特征γ射线强度与样品中相应的元素含量有关，两者间的换算可由以下公式得出，活化方程式：c i t t e e f MQP I λλεσθ---∙∙=)1(10023.623 式中：I — 放射性核素在探测器上的照射量率；Q — 样品中靶元素含量；P — 样品质量；θ — 放射性核素的丰度；M — 靶元素的原子量；σ — 靶核的中子活化截面；f — 辐照孔道的中子通量密度；ε — 探测系统的探测效率；λ — 放射性核素的衰变常数；t i — 辐照时间；t c — 冷却时间。
显然，换算过程是很复杂的，涉及到一些即时性因素，如中子通量密度、辐照时间和冷却时间。
所以，活化分析通常采用相对测量方法，即将待测样品与标准物质在相同条件下辐照、测量，通过比较两者特征γ射线的强度，根据标准物质中已知的元素含量来确定待测样品中相应元素的含量，从而达到定量测量的目的。
应用仪器中子活化分析法定量测定海洋沉积物参考样品的多种元素
应用仪器中子活化分析法定量测定海洋沉积物参考样品的多种元素铃木章悟;谢焕林【期刊名称】《地质地球化学》【年(卷),期】1994(000)004【摘要】国立环境研究所（NIES）应用仪器中子活化分析（INAA）法，定量分析了海洋沉积物，以制备供定量测定多种元素用的有机锡化合物的参考样品（MIESNO．12）。
海洋沉积物参考样品（50～430mg）放置在立教大学的原子反应堆中进行短时间（30s）和长时间（12）照射，除了利用同轴Ge检测器的常规Y射线光谱法以外，Y射线的测定还应用Ge检测器与井户型NaI（T1）检测器联合进行的反符合测定法和符合测定法来测定Y射线光谱。
试验了对57种元素的定量测定，对11．3μg的Sn以及其它54种无奇均能测定。
为了避免Sn和Hg 的干扰峰的影响，利用反符合测定法进行了定量观测定。
对Er可利用符合测定法测定。
对稀土元素全都可以定量测定。
Zr等元素可通过校正U裂变反应的影响未定量测定。
【总页数】4页(P55-57,16)【作者】铃木章悟;谢焕林【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】P736.41【相关文献】1.土壤植物水样品中多种元素的仪器分析法 [J], 乔南宁2.内标法在地质样品纯仪器中子活化分析中的应用 [J], 周蓉生;马英杰3.中国东部断陷盆地岩盐样品的仪器中子活化分析 [J], 张树莘4.Apollo-17月海玄武岩样品的仪器和放射化学多元素中子活化分析 [J], 孙用均;田伟之;肖家祝;周毓珍5.内蒙地轴古老基底岩石淋滤试验样品的仪器中子活化分析 [J], 易惟熙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
介孔材料的表征
介孔材料的结构分析与性质表征介孔材料的化学和物理性质是与材料的结构紧密相关的，介孔材料的合成、修饰改性、应用领域的科学家们需要详细的结构和性能的知识去达到他们的目的。
因此在介孔材料的研究中，对结构的分析和性能的表征十分重要。
许多技术手段可被用于测定材料的结构性质。
材料的表征技术可分为两个方面：结构表征和性能表征。
第一节引言本章所介绍的方法不仅适用于固体产物和材料的鉴定，也适用于反应过程的分析跟踪、机理研究以及产品质量的控制等。
采用任何一种方法得到的信息都是有限的，因此常将多种方法结合起来，例如常规的化学分析是十分重要的，在计算机辅助下进行性质模拟有助于得到理论上的支持，对多种方法分析的结果作出科学分析，才能得到正确的结论。
3.1.1 分析手段介孔材料的性质表征或结构测定是研究工作首要的一步，只在在得知了制备出了什么物质以及物质的物理性质，才能够进一步对这一材料的开发应用提出初步判断。
近50年来材料分析表征技术有了飞速的发展，尤其是近二三十年来这些分析食品都配备了高性能计算机，使分析测量工作的质量和速度得到了极大的提高，这些分析表征手段可分为下面三大类：1）衍射；2）光谱；3）显微技术。
随着分析理论和计算机技术的发展，很多分析方法都可以用计算机进行模拟。
一、衍射衍射是电磁辐射波动性的一种表现，当辐射经过一边缘或通过一小孔时会发生干涉现象。
当电磁辐射经过一有序排列的化合物时产生的干涉波包含了材料的结构信息。
衍射方法是研究晶体材料的长程周期性结构的最有效方法。
常用于结构研究的辐射源的各类有电子洗射、中子衍射、X射线衍射和同步辐射源等。
X射线衍射是实验室最重要、最方便、最实用的晶体结构分析手段，电子衍射、中子衍射和同步辐射常常在一些特殊目的和场合下使用。
由于合成的结晶多孔材料多为粉末微晶，使用X射线粉末衍射晶体结构分析有着很重要的作用。
二、光谱光谱技术是根据原子或分子（或者原子和分子的离子）对电磁波的吸收、发射或散射来研究原子、分子的物理过程，光谱技术则对晶体的和无定形材料中原子的局部环境更为敏感。
对“硅的仪器中子活化分析测试方法(国标)”附录公式的推导
2.活化方程推导
（1）B.8 式的推导
在辐照过程中，放射性核的生成和衰变同时存在，其净变化率为：
dN dt
P
A
Nt
N
对上式进行积分，利用 t=0 时，N(0)=0 确定积分常数，则辐照过程中，任一
时刻 t 时，样品中 AX 的放射性核数为：
e 则为单位对数能量间隔（ ln E ）内的超热中子通量密度。有：
Nt
vCd (v)n(v)vdv Nt
(E)(E)dE
ECd
Nte[
ECd
1/v
(
E
)
dE E
ECd
R
(
E
)
dE E
]
Nte (I1/v I R ) Nte I0
其中，Cd 的截止能量为 0.55eV，
I0 I1/v IR
ECd 1/v (E)
dE E
ECd
R
(
E
)
dE E
(E)
dE
E 0.55eV
即 B.14 式。
2. B.6 式的推导
定义放射性核的衰变率（活度）为 A， A N ,其中 是衰变常数，N 是放射
性核数。
假设一个核素的活化截面（原子核和中子的反应截面）为 ，那么所有 AX 的总
活化面积为 Nt ，如果中子通量为 ，忽略原子核的重叠（即靶很薄的情况下），
不考虑样品自吸收，那么样品中的 AX 在中子辐照下放射性核的产生率（也可理
0
(v)n(v)vdv)
vCd
nv 为单位速度间
隔内的中子密度,v 为中子速度， vCd 是镉截止能量 ECd 所对应的中子速度。因
地质标准物质均匀性检验方法评价与探讨(全文)
地质标准物质均匀性检验方法评价与探讨一、检测方法的变化与进展依据我国规范，在检验方法上，随着定值方法的进展，均匀性检测方法也发生者变化。
1986年以前，我国地质标准物质的均匀性检测以化学法为主，由于XRF测定技术尚处在初期阶段，技术不够成熟，所以主要是用来验证。
1986年以后，XRF地质分析技术日渐成熟，在我国一定范围内得到了很好的普及，以化学法为主的均匀检测逐渐向XRF地质标准物质检测过渡。
归纳总结XRF优缺点如下：（1）存在优势。
首先，测定主、次元素周密度最高；其次，整个测定过程步骤简单，误差较容易统计计算，一次制样可多次、多元素测定，并且测试过程简单，误差统计方便；再次，样品直接压片制样，既可长期保存，便于复查，而且步骤简单，制样误差小。
（2）存在缺陷。
取样量较大，而且随原子序数的增大取样量迅速增加；对痕最元素的测定周密度差，因而不适合痕量元素的均匀性检验。
二、判别模式和均匀评价根据GJ相关规范，单元内变差，单元间变差及测量方法变差这三项检测是均匀性检验中不可或缺的，然而，在实际应用中却做不到三项全检验。
就判别模式而言，为了验证地质标准物质检验是否存在统计学上的显著差异，依据标准物质技术规范，应当进行单元内变差与单元间变差和单元内变差与测量方法变差这两项判别，然而在实际运用中，往往只是多出意向判别，是不科学的，甚至出现两种截然相反的结果：一是F指小于临界值，RSD较大，实际样品不均匀；二是F值大于临界值，RSD较小，实际样品均匀。
由此可见，待测特性量值的不均匀性误差与方法误差和预期不确定度相比有三种情况：第一种是相当，不可忽略，计入总不确定度中；第二种是可忽略不计（样品均匀）；最后一种是太大，不可接受（不均匀）。
为了弥补上述不足，学界提出了补救措施，即RSD或绝对误差的辅助方法。
同时，我们也可以看出，上述检测缺少最基本的测量方法变差检测，即通常我们所说的“统计计算中没有从测定的总误差中分出方法变差和样品不均匀误差。
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第31卷第1期核 化 学 与 放 射 化 学Vol.31No.1 2009年2月Journal of Nuclear and Radiochemist ryFeb.2009 收稿日期:2007212213;修订日期:2008202202 基金项目:国家自然科学基金资助项目(10575138) 作者简介:黄东辉(1977—),男,湖南汨罗人,助理研究员,原子核物理专业 文章编号:025329950(2009)0120061204NIST 候选标准物质RM 2703中多元素取样行为的中子活化分析黄东辉,王平生,田伟之,倪邦发,刘存兄,张贵英,肖才锦,胡 炼,吕 鹏中国原子能科学研究院核物理研究所,北京 102413摘要:本工作以0.8～1.4mg 的取样量,用仪器中子活化分析(INAA )结合Ingamells 模型,研究了用于微分析质控的N IST 候选标准物质RM 2703(海洋沉积物)和相同基体的常规有证标准物质N IST SRM 2702的多元素取样行为。
确认了2种物质中至少12种元素在1mg 取样量水平具有满意的均匀度,相对标准取样不确定度小于1%。
Dy ,Hf ,L u ,Sb 的取样常数在具有较细粒径分布的RM 2703中远比在SRM 2702中小,显示了粒径分布对元素取样行为的影响。
关键词:仪器中子活化分析(INAA );Ingamells 模型;取样行为中图分类号:O657.4 文献标志码:ASampling B ehavior of Multielements in C andidate NIST RM 2703by Using N eutron Activation AnalysisHUAN G Dong 2hui ,WAN G Ping 2sheng ,TIAN Wei 2zhi ,N I Bang 2fa ,L IU Cun 2xiong ,ZHAN G Gui 2ying ,XIAO Cai 2jin ,HU Lian ,L U PengDepartment of Nuclear Physics ,China Institute of Atomic Energy ,Beijing 102413,ChinaAbstract :Sampling behavior of multielement s in candidate N IST RM 2703and N IST SRM 2702were characterized at sample sizes of 0.8to 1.4mg by instrumental neut ron activation analysis (INAA )combining wit h Ingamells model.The two materials are t he same in mat rix but different in particle size dist ribution ,t he former is finer t han t he latter.At least 12ele 2ment s are confirmed to be homogeneous enough wit h relative standard sampling uncertainties smaller t han 1%at 1mg sample size level for bot h materials.The fact t hat t he sampling con 2stant s of Dy ,Hf ,L u and Sb in RM 2703are much smaller t han in SRM 2702clearly indicates t he influence of particle size dist ribution on sampling behavior.K ey w ords :inst rumental neutron activation analysis (INAA );Ingamells model ;sampling be 2havior 近30年来,痕量分析测量的长足进步,主要得益于天然基体有证标准物质(certified refer 2ence material ,CRM )的研制、认证和在分析质量控制中的广泛使用。
然而,现有的天然基体CRM有两个局限:迄今为止,CRM证书中给出的最小取样量均不少于100mg,比典型的微分析样品量往往高几个数量级,无法用于这些分析的质控。
此外,以一个数值(≥100mg)表示的最小取样量,不能反映取样行为的强烈元素依赖[1]。
田伟之[2]在1981年提出利用Ingamells模型,对天然基体CRM中各认证元素分别给出最小取样量的想法。
并于1992年以INAA的方法结合Ingamells模型[3]将这一思想付诸于IA EA RM SD2M22/TM沉积物的研究[4]。
此后,本实验室已将这种方法用于9种国际和国内RM和CRM 中多元素取样行为研究。
但迄今为止,尚没有瓶装的、天然基体的、对各认证元素的最小取样量分别作出明确说明的、适用于微分析质控的CRM 问世。
由于仪器中子活化分析(INAA)对许多基体中的多种元素测定具有小的且可量化的分析不确定度[5],与Ingamells模型相结合,极为适合在准确可称的样品量范围内(大于几百微克)对天然基体CRM/RM中的多元素取样行为进行量化表征和研究。
美国标准和技术研究所(N IST)的天然基体有证参考物质SRM2702(已在100mg 取样量下认证)和参考物质RM2703(未认证)为具有不同粒径分布的同一种基体,RM2703具有更小的粒径分布,认证后可望用于微分析质量控制。
本工作拟在0.8～1.4mg取样量下,用仪器中子活化分析(INAA)结合Ingamells模型,研究SRM2702和RM2703中的多元素取样行为。
1 实验部分1.1 样品制备和辐照在取样量为0.8～1.4mg,制备了SRM2702和RM2703各两批子样,每批15个,分别置于中国原子能科学研究院101堆重水反应堆垂直孔道(热中子注量率3×1013/(cm2・s),热/超热中子注量率比f≈15)和2#水平孔道(跑兔)(热中子注量率1×1013/(cm2・s),f≈200)中进行长照和短照,照射时间分别为51h和300s。
长照中,用于k0法的中子注量率比监测器为高纯Zr片,比较器为高纯Fe丝;短照中,元素Mn用于中子注量率监测。
长、短照中,将待测元素的化学标准和样品一起照射、测量,用于相对法INAA。
G BW07311,G BW07312用于分析质量控制。
称取25mg RM2703和SRM2702子样各1个,在101堆水平孔道照射30s,元素标准Mn用于中子注量率监测。
衰变1h后,用感量为1μg 的Mettler Torando天平准确称取0.8～1.4mg 子样各15份,来验证Na,Mn的均匀性。
RM2703和SRM2702在取样的同时,分别称取1g样品于称量瓶中(铺散厚度3～4mm),在110℃烘干至恒重,进行水分测定。
1.2 测量探测系统由HP Geγ探测器(Canberra,相对效率35%,分辨率1.8keV)、Ortec Despec2 plus数字化谱仪、计算机组成。
计算机软件SPAN和ADVNAA分别用于γ谱峰分析和元素含量计算。
2 结果和讨论2.1 INAA多元素取样常数测定原理任何基于“随机子样”的固体样品分析中,附于分析结果的总不确定度U t,总是分析不确定度U a和取样不确定度U s的合成。
即,U t2=U a2+U s2。
(1)总不确定度U t可由分析一组子样得到的相对标准偏差s r估计。
因而,只有保证U a尽可能小并准确已知的情况下,对U s的研究才有实际意义。
根据Ingamells模型,对“很好地混合”的物质中的给定元素,取样常数K s可定义为在68%置信水平下,单次测量的取样不确定度小于1%的最小取样量。
可用方程(2)表示:K s=R2w。
(2)其中,R2是百分取样方差(R2≡U s2),w为取样量。
方程(1)可改写为:R2=s r2-U a2。
(3)其中,s r为由一组子样得到的测定值的相对标准偏差,U a为相对分析不确定度。
对INAA而言, U a2=U c2+U w2+U i2+U g2。
(4)其中,U c,U w,U i和U g分别为特征峰计数、样品质量、中子注量率和测量几何引入的不确定度。
实验证明,INAA研究天然基体的CRM/RM 在可称量范围下的取样行为是一种行之有效的分析手段,它能在不破坏样品的情况下,同时测定几十个元素,并对其中多种元素具有小的、可量化的分析不确定度U a。
2.2 N a,Mn取样常数行为的照后取样测定中子活化分析中,由于24Na(T1/2=14.96h,γ能量为1368,2754keV,分支比均为100%)26核化学与放射化学 第31卷和56Mn(T1/2=2.5785h,γ能量为846.8, 1810.8keV,分支比分别为100%和25%)有合适的能量、半衰期及生成截面,对土壤、沉积物类基体的样品而言,56Mn是短照分析中容易测定并有好的统计不确定度(好于1%)的核素;24Na 在短照和长照样品中均能得到好的计数统计(好于1%)。
这两个核素的半衰期均允许照后15个子样分取操作,并保证以好于1%的统计不确定度测定。
若以“照后取样”法证明Mn具有满意的均匀度,则可以在照前取样2照后转移的常规测量中,利用Mn的数据来归一校正各子样中短照测定的其它元素由于称重和转移损失引入的误差。
类似地,若“照后取样”证明Na是均匀的,Na 的数据不仅对短照、亦可对长照样品测定中各元素由于样品称重和转移带来的误差进行归一校正。
本工作通过对天然基体样品SRM2702和RM2703中照后取样,确定了在1mg取样量水平下,Na,Mn元素的取样不确定度均小于1% (表1),具有满意的均匀度,解决了多元素取样行为研究中,样品照前取样、照后转移操作可能引入的不确定度的检验和校正问题。
2.3 NIST RM2703和SRM2702中多元素取样常数测定和比较为确保取样常数的可靠性和实用性,本工作只对U a<4%的元素进行讨论。
在此前提下,取样不确定度U s=(s r2-U a2)1/2,Ingamells取样常数K s=U s2w。
当分析不确定度U a大于或等于子样间的相对标准偏差s r(即U t)时,K s以U a2w 估计。
RM2703和SRM2702为具有不同粒径分布的同一种基体。