核分析原理及技术第八章1

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第八章电子顺磁共振波谱 (EPR)

2021/10/10
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现代分析测试技术—电子顺磁共振波谱
2）、一组等价磁性核的超精细耦合作用
当未成对电子同时受到几个相同的磁性核作用时，谱线的裂分数为： 2nI+1，其强度比符合二项式展开。
例如，甲基自由基H3C,因受到3个等价氢的作用而呈现4条裂分谱线。苯自由基阴离子则为7条谱线。
2021/10/10
现代分析测试技术
2021/10/10
1
现代分析测试技术—电子顺磁共振波谱
第八章电子顺磁共振波谱 (EPR)
Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy
2021/10/10
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现代分析测试技术—电子顺磁共振波谱
基本原理
电子和原子核一样是带电粒子，自旋的电子因而产生磁场，具有磁矩 s
E = g H = h
一般在微波区（9.5-35千兆）只有未成对的电子才有电子顺磁共振。同样电子也存在自旋－晶格弛豫和自旋－自旋弛豫现象
2021/10/10
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现代分析测试技术—电子顺磁共振波谱
波谱特性
1. g因子
对于分子中的未成对电子，除自旋运动外，还有轨道运动。因此，在外磁场作用下，轨道运动也会产生一个内磁场H’，这样未成对电子所处的磁场应为：
必然会产生自旋-轨道偶合(相互作用)，使未考虑此作用时的能级发生能级分裂(对应于内量子
数j的取值j＝l+1/2和j＝l-1/2
形成双层能级)，从而导致光电子谱峰分裂；此称为自旋-轨道分裂。
图所示Ag的光电子谱峰图除3S 峰外，其余各峰均发生自旋-轨道分裂，表现为双峰结构(如 3P1/2与3P3/2)。

第八章中子及中子探测

2) 发射带电粒子的中子核反应
如(n,? )，(n,p)等，这些反应在中子探测中
应用很多，成为探测中子的主要手段。
3) 裂变反应 (n,f )
4) 多粒子发射
如(n,2n)，(n,np)等，这些反应的阈能较高，在8～10MeV以上，只有特快中子才能发生。
8.4 中子探测的基本方法
中子探测的特点：
1) 中子为中性粒子，不能直接引起探测介质的电离、激发。
2) 在探测器或探测介质内必须具备能同中子发生
相互作用产生可被探测的次级粒子的物质(辐射体)，中子在辐射体上发生核反应、核反冲、核
裂变等次级过程，产生带电的次级粒子，如? ， p，f 等，探测器记录这些次级粒子并输出信号。
3) 中子与辐射体有较大的作用截面，以获得较大的中子探测效率。
属于(? ,n)型中子源。由241Am放射源放出的? 粒子，打在Be上发生反应，产生中子。
? ? 9Be? 12C ? n
性能：中子产额——2.2×106/s.Ci
T1/2＝433年；
中子能量为0.1~11.2MeV，平均5MeV；
n/?比(中子?强度比)为10:1；
2) (?,n)型中子源。利用(?,n)反应获得中子。
入射中子的能量损失不仅使靶核得到反冲，且使靶核处于激发态。处于激发态的靶核退激时放出一个或几个特征 ?光子，在核分析技术中有重要的应用。
2. 中子的俘获复合核的形成。
1) 中子的辐射俘获 (n,?)
中子射入靶核后与靶核形成一个复合核，而后复合核通过发射一个或几个特征?光子跃迁
4) 特快中子：>10MeV。
2、中子的性质
质量：mn＝1.008665u＝939.565300MeV/c2 自旋：sn＝1/2, 费米子电荷：0，中性粒子

8.印迹杂交技术

片段的大小和含量
40
41
第四节核酸分子杂交的分类
根据杂交核酸分子的种类：
DNA与DNA杂交
DNA与RNA杂交 RNA与RNA杂交
42
根据杂交探针标记的不同：同位素杂交
非同位素杂交
43
根据杂交介质的不同：液相杂交点杂交/狭缝杂交
菌落杂交固相杂交 Northern 杂交 Southern杂交
②为单链核酸，双链核酸探针使用前需变性解链
③具有高度特异性，只与待测核酸杂交
④探针序列通常是基因编码序列，因为非编码序列特异性低
⑤探针标记灵敏度高而稳定，标记方法简便而安全
10
二、探针的种类 1.基因组DNA探针 2. RNA探针 3. cDNA探针
4.寡核苷酸探针
11
⒈ 基因组DNA探针
基因组DNA探针多为某一基因的全部或部
第八章印迹杂交技术
1
第一节核酸分子杂交的基本原理
基本概念:
核酸分子杂交:
将一种核酸单链标记成为探针．再与另一种核酸单链进行碱基互补配对，可以形成异源双链核酸分子的过程。
杂交体:杂交形成异源双链核酸分子
2
核酸分子杂交
不同来源的核酸经变性和复性的过程，其中一些局部碱基互补片段在复性时形成杂化双链，此过程称分子杂交。
35
核酸的固定
烘烤：80℃ 2小时紫外线固定：几分钟
碱固定：使用碱溶液转印DNA或
RNA过程中，DNA或RNA可以自动地
共价地结合到带正电荷或不带电荷的
尼龙膜上。
36
⒋预杂交
将固相膜上能够结合核酸的位点全部封闭
能够结合核酸片段的固相膜同样能够结合探针，

第八章旋转水射流

第八章旋转水射流第一节概述所谓旋转射流是指在射流喷嘴不旋转的条件下产生的具有三维速度的、射流质点沿螺旋线轨迹运动而形成的扩散式射流，也称之为旋动射流。

这种射流与常规的普通圆射流的主要不同点在于其外形呈明显扩张的喇叭状，具有较强的扩散能力和卷吸周围介质参与流动的能力，并能够形成较大的冲击面积，产生良好的雾化效果。

旋转射流作为一种特殊射流，早巳被用于工农业生产中。

喷洒农药的雾化器就是一个典型实例，液体农药通过管道被压到一个装有旋流片的雾化器中，使农药液流产生高速旋转，并喷出雾化器，达到雾化农药的目的。

工程技术中常常利用旋风原理来组织燃烧炉中的燃烧过程，如旋风燃烧室、旋风预燃室等。

因为燃料的燃烧过程可分为三个基本阶段：燃料与助燃空气的混合、燃料与空气的混合物升温到藉火温度，以及燃烧反应过程。

燃烧反应过程也就是燃料和空气中氧气之间进行的氧化过程，这个阶段实际上是瞬间完成的。

而前两个阶段则需要较长的时间。

因此，组织混合的过程决定着整个燃烧过程和火焰的特性，从而决定着炉膛内的温度分布和对工艺要求的适应程度。

在旋风燃烧室或顶燃室中，由于旋转射流能使流体质点以较高的速度旋转前进，形成扩散，产生一定程度的雾化，并且在强旋射流的内部形成一个回流区．旋转射流不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从回流区中卷吸介质，故它有较好的“抽气”能力，使大量的高温烟气回流到火炬根部，使燃料与空气充分掺混，提高温度和浓度的均匀分布程度，保证燃料顺利着火和火炬稳定燃烧，提高燃烧效率。

另外，在石油钻并工程中使用的固控设备(如除砂器、除泥器、离心机等)，也是利用旋转流体的离心力原理将流体中的因相颗粒进行分离清除，以保持洗井浓的性能，满足钻井过程中的安全快速钻进之需要，旋转射流的流动见图8·1所示。

通常用圆柱坐标来描述旋转射流的运动，将射流各质点的流速分解为三个v w分量：轴向流速u，径向流速和切向流速，这三个流速分量的时均流场和脉动流场就可表示旋转射流的运动状态。

《核反应堆物理分析》名词解释及重要概念整理

第一章—核反应堆的核物理基础直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。

中子的散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。

非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。

弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。

微观截面：一个中子和一个靶核发生反应的几率。

宏观截面：一个中子和单位体积靶核发生反应的几率。

平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。

核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。

中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。

多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。

瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10-14s)发射出来的，把这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。

第二章—中子慢化和慢化能谱慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。

扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。

平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。

慢化密度：在r处每秒每单位体积内慢化到能量E以下的中子数。

分界能或缝合能：通常把某个分界能量E c以下的中子称为热中子，E c称为分界能或缝合能。

第三章—中子扩散理论中子角密度：在r处单位体积内和能量为E的单位能量间隔内，运动方向为的单位立体角内的中子数目。

慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。

核技术专业导论5-核分析技术

1. 核反应中的能量关系：
• Q方程
1/ 2 A A Ex 1/ 2 AX ' Ax Ax Ax ' AX ' Ex ' x x ' cos cos2 E x Q 2 AX ' Ax ' AX ' Ax AX ' Ax ' AX ' Ax ' 2
3.2 实验技术和设备
2. 样品和靶室的安置
该安置如测量带电粒子与背散射测量的情形相同（如上面左图）；如测量γ射线则应与PIXE 分析相同（如上面右图）。
3.2 实验技术和设备
3. 谱线的获取装置
（1）探测γ射线装置（参见PIXE讲稿的叙述）（2）探测带电粒子的装置（参见RBS讲稿的叙述）
4.获取的谱线实例（如图）
X轴对应于靶的深度，Y轴对应于反应产额的强度，即出射的反应物质如γ射线和带电粒子的强度。
3.2 实验技术和设备
5. 试验用仪器
（1）NIM插件（2）电子计算机（3）加速器
3.2 实验技术和设备
6. 减小干扰的方法：
物射统（1）靶室与探测器间的质尽可能的减少（2）对应于强束流的入要求有较好的靶冷却系
• 阈能
mx m X Ex Q mX E x 任意值
Q0 Q0
该方程可由能量守恒和动量守恒得出，详细推导请参见《原子核物理》教材P197和P200。
3.1 核反应分析原理
2. 核反应的产额：
•定义：入射粒子在靶中引起的核反应数于入射粒子数之比。即一个入射粒子在靶中引起核反应的几率称为核反应的产额
a)加速器束流的品质有一定的能量分布g(E0, Ei)，代表具有能量在Ei到Ei+dEi之间的粒子数占总数的份额，也就是粒子具有能量为Ei的几率。 dEg

《核分析技术》课件

01
核分析技术概述
核分析技术的定义
01
核分析技术
利用核物理原理，通过测量物质与辐射相互作用的性质，分析物质内部结构和成分的技术。
02
核分析技术涉及的领域
核物理、化学、材料科学、生物学等。
03
核分析技术的特点
高灵敏度、高精度、非破坏性、无损检测等。
核分析技术的应用领域
环境监测
利用核分析技术检测空气、水体、土壤中的有害物质，评估环境污染
活度平衡法
通过比较不同样品之间的活度来计算样品中的放射性物质含量。
化学分离与纯化法
通过化学分离和纯化技术将目标放射性物质从样品中提取出来，再进行定量分析。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
核分析技术的分类
原子核谱分析技术
原子发射光谱分析
利用原子在热激发或电激发下，发射的特征光谱进行元素定性和定量分析的方法。
重离子活化分析
利用重离子与被测样品中的元素发生核反应，通过测量活化产物的特征辐射来推算被测元素含量的方法。
中子活化分析技术
中子源
中子活化分析需要使用中子源，常用的有反应堆中子源和加速器中子源。
中子俘获反应
中子与被测样品中的元素发生俘获反应，生成放射性同位素并释放出能量。
放射性测量
通过测量放射性同位素发出的特征辐射，推算出被测元素的含量。
在考古学领域的应用
核分析技术用于考古学领域，可以测定文物年代、鉴定文物真伪以及研究文物制作工艺。
通过测量文物中放射性元素的衰变，可以推算出文物的年代，有助于考古学家更准确地了解历史。

核分析技术与方法

• 核分析技术原理
核分析技术是基于被测定的材料或样品在射线和粒子束的作用下，产生相应的辐射特征(射线、粒子、辐射能量)，或者是有的材料或样品本身具有辐射特征，利用相应的探测器测量材料或样品中某核素辐射特征（如特征谱线）确定核素种类，经过计数效率刻度可进一步确定样品中核素的活度、含量等信息。可以定性分析，又可以定量分析。
实际测量中采用标样法
dE [ ] Yi n(t ) ns (t )( ) dx Yis [ dE ] s dx
第三章核分析技术与方法
第二节核反应分析
深度分辨
δt δED
影响深度分辨的因素：
dE [ ] dx
a. 反应道：例如对16O(d, p)反应, t~600Å；而对16O(d, )反应, t~100Å。 b. 分析深度：t→E c. 入射角和出射角1、2
出射粒子
瞬发
可测半衰期
出射粒子缓发（活化）
第三章核分析技术与方法
第二节核反应分析
同样的入射粒子和靶核，可以有多个反应道
B+b+Q B'+b'+Q' A+a B"+B"+Q"
各反应道开通的条件不同，但同一条件下有可能开通多个反应道。
2.1 引言（基本概念）
2.2 基本原理 2.3 实验装置与技术
第三章核分析技术与方法
2.3.2、粒子鉴别技术
1.本底干扰的来源
a. 待测元素其它反应道的出射粒子:
第二节核反应分析
b. 其它核素的反应产物
B+b+Q B'+b'+Q' A+a B"+B"+Q"

第一章：核反应堆物理分析讲解

2.010 1
9.810 3
3.110 1
1.610 2
6.210 1 7.610 1
3.110 2 3.810 2
9.810 1
4.910 2
2.2
0.11
3.4
0.17
3.9
0.20
4.4
0.22
20
0.98
3.710 2
18
3.110 3
1.610 2
核反应堆是一种能以可控方式产生自持链式裂变反应的装置。
它由核燃料、冷却剂、慢化剂、结构材料和吸收剂等材料组成。
链式核反应（nuclear chain reaction）：核反应产物之一能引起同类的反应，从而使该反应能链式地进行的核反应。根据一次反应所直接引起的反应次数平均小于、等于或大于1，链式反应可分为次临界的、临界的或超临界的三种。
9.810 4 1.410 5
4.910 3 6.910 3
1.2中子与原子核相互作用的机理
中子与原子核的相互作用过程有三种：势散射、直接相互作用和复合核的形成。
在反应堆内，中子与原子核的相互作用可分为两大类：
2.1 中子的吸收
通常不稳定， β衰变
共振吸收
逃脱共振吸收？ U-238对超热中子的强烈吸收
（新鲜靶）：
1.51011 n/s

这在中子应用中已经算是高产额了。

回旋加速器的限制

能量： 102 MeV 级

束流： mA 级 1μA 1.6 1012 p/s

反应
T(d,n) (0.2 MeV)
W(e,n) (35 MeV)
9Be(d,n) (15 MeV)

核分析技术

1.核分析技术是利用中子、光子、离子、正电子与物质原子或者原子核的相互作用，采用核物理实验技术，研究物质成分和结构的一种分析方法。

它包括活化分析、离子束分析、核效应分析三大类。

2.中子活化分析在微量和痕量元素分析中有重要的地位：高灵敏度，多元素、非破坏性元素分析的可靠方法。

中子活化分析应用：热中子：地质样品分析，环境样品分析，生物医学样品分析，考古样品分析；快中子：金属中O，Be元素分析，蛋白质，碳氢化合物中的N分析原理：中子活化分析是利用中子辐照样品，使其与原子核发生核反应，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鉴别，从而确定样品中的核素成分和含量的一种分析方法。

步骤：样品制备、中子辐照样品、取出样品冷却，分离、测量、数据处理。

中子活化设备：辐照中子源，样品传送设备及必要的分离设备，射线能量和强度测量设备，数据记录和处理设备。

中子源1012-1015/cm2.s，但不均匀，中子能量单一，且产额各向同性，但通量大小会随时间变化，多用于快中子活化分析；量小。

中子活化反应：（n，γ）、（n，p）、（n，α），【（n，2n）】射线一般为γ射线，探测器：以前是NaI（Tl），现在多用Ge（Li）或者高纯锗探测器不同元素通过不同的中子反应道形成相同的待分析核素（裂变反应也可以提供初级干扰）。

如63Cu（n，γ）64Cu 【64Zn（n，p）64Cu】；59Co（n，γ）60Co【60Ni（n，p）60Co】；干扰元素的含量。

3.带电粒子活化分析的对象：表面层轻元素分析（轻元素库仑势垒低）及某些重元素分析（用的样品均为固体样品），只能给出薄层轻元素总量，不能给出深度分布应用：半导体中的轻元素分析（如O（3He，p），C（d，n），B（p，n））光子与原子核的反应都是阈能反应。

带电粒子活化生成的核素大多具有+β衰变，故可测正电子淹没辐射光子强度来确定元素含量。

采用符合相加法可以减少本底计数。

干扰多为初级干扰。

核分析技术

核分析
核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
核分析技术
在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。
活化分析技术的发展
此时，中子发生器，多道能谱分析器等供活化分析用的仪器相继问世，使得活化分析成为当时具有最高灵敏度的分析方法。 60年代初期出现了半导体探测器使分辨率提高了好几十倍，锗探测器的应用使一次照射便可同时测定四五十种元素，计算机的应用更把活化分析推向一个新的领域。
活化分析的种类[粒子种类]
参考文献
1.《核分析技术》，赵国庆、任炽刚编，原子能出版社， 1989 2.《活化分析基础》，柴子芳编著，原子能出版社，1982 3.《核地球物理勘查方法》，曹利国，原子能出版社， 1996 4.《现代核分析技术研究及其在若干环境问题中的应用研究》，孙景信等著，原子能出版社，1994 5.《现代核分析技术及其在环境科学中的应用》，“现代核分析技术及其在环境科学中的应用”，项目组著，原代核分析技术及其在环境科学中的应用”项目组著，原子能出版社，1997
活化分析技术的发展
1938年美国化学家西博格和利文格德用加速器氘束测定了纯铁中的镓，进行了第一次带电粒子活化分析。 1942年建成了可提供比同位素中子源要高得多的通量的反应堆，1948年出现了NaI 闪烁探测器，在此基础上雷第考脱等人于 1951年首次用反应堆进行热中子活化分析法。用活化分析能测定 ppm 以至ppb Xe （氙）。
课程目的和要求
现代核分析技术是一门现代分析技术，它是核技术应用中的一个重要领域，是核物理理论、核射线测量等知识在材料元素、缺陷和结构分析中的具体应用。通过该门课程的学习，使学生了解和掌握常用核分析技术的原理、技术和应用，为学生将来从事材料无损分析工作奠定理论基础和实验技术能力。要求学生掌握活化分析、X射线荧光分析等的基本原理、方法和技术，了解这些分析技术目前的发展状态和最新的应用领域。

《核分析技术》课件

核分析技术的应用领域
核分析技术在环境监测、医学影像和工业生产等领域具有广泛的应用。
二、基本原理
1
核分析技术的物理原理
核分析技术利用核辐射与物质相互作用的特性，通过测量辐射与物质相互作用后的特征来分析物质的成分和性质。
2
核分析技术的两种主要方法
核分析技术主要包括中子活化分析和伽马射线谱分析，每种方法都有其适用的场景和特点。
3
核分析技术的挑战及解决方案
核分析技术面临着安全性、设备更新和数据处理等方面的挑战，通过加强安全措施和技术创新来解决。
五、总结
核分析技术的优点和缺点
核分析技术具有高灵敏度、多元分析等优点，但也存在设备昂贵、操作复杂的缺点。
核分析技术的应用前景及展望
核分析技术将在各个领域继续发展，带来更多创新应用和价值。
《核分析技术》PPT课件
欢迎来到《核分析技术》的PPT课件！在这个课程中，我们将探索核分析技术的基本原理、应用领域以及未来发展前景。
一、介绍
什么是核分析技术？
核分析技术是一种利用核辐射与物质相互作用的方法，用于分析材料的成分和性质。
核分析技术的起源和发展历程
核分析技术最早起源于20世纪40年代，经过不断发展，已成为现代科学和工业的重要组成部分。
核分析技术的启示和思考
核分析技术的发展为我们提供了了解物质本质和改善生活的思路，鼓励我们更深入地探索科学和技术。
核分析技术在工业生产中的应用
核分析技术可用于工业生产过程中的质量控制和材料分析，提高产品质量和生产效率。
四、核分析技术的发展前景
1
核分析技术的未来发展方向
核分析技术将进一步发展新的分析方法和技术，提高分析效率和准确性，以满足不断变化的需求。

核磁共振分析的基本原理、结构和实验技术

核磁共振分析的基本原理、结构和实验技术
目录
7.1 核磁共振分析的历史及现状 7.2 核磁共振分析的基本原理 7.3 核磁共振仪器结构及组成 7.4 核磁共振分析的实验技术 7.5 核磁共振分析在材料研究领域的应用
00
7.1 核磁共振分析的历史及现状
7.1.1 核磁共振技术的发展历程
（1）核磁共振现象的发现
OCH3 CH3O Si OCH3
OCH3
四甲基硅烷
20
7.2.6 核磁共振基本参数
（1）化学位移
各峰的化学位移
Pd-diimine 催化剂的 1HNMR 谱图
四甲基硅烷基准峰
化学位移单位：ppm 21
7.2.6 核磁共振基本参数
（2）自旋偶合和自旋分裂
H0
H‘ H‘
H=H0-2H’
H0
H‘ H‘
作用下将产生同方向的
核外非球形对称电子云
感应磁场，使磁核所受实际磁场强度高于外加磁场强度H0。
17
7.2.6 核磁共振基本参数
（1）化学位移
H0
各种感应磁场 H0‘
原子核处于特定分子环境中
远磁屏蔽效应：除了磁核自身的核外电子云外，远处各类原子或基团的成键电子云也将产生感应磁场，使磁核所受磁场强度高于或低于外加磁场H0。
30
7.3.3 仪器实例介绍
德国布鲁克（Bruker）公司
31
7.3.3 仪器实例介绍
视频资料介绍：
图7 SampleXpressTM 核磁共振仪
SampleXpress TM是布鲁克公司最新产品之一。可以采用各种长度的样品管（100-190 mm）, 其最高频率达800M。

核分析技术

《放射化学》
亚化学计量同位素稀释法(Substoichiometric Isotope dilution analysis)
• 如果在每份试样溶液中加入等量的亚化学计量的反应试剂，并分离出相同量的待测元素，且测得的放射性强度分别为 A1和A2，于是S1/S2=A1/A2=1+mc/mx
• 故mx=mc.A2/(A1-A2) • 亚化学计量反同位素稀释分析可用于测定放射性同位素制
=0.027×(1146/660-1) =0.020（微克），含量为0.039 ppm。
《放射化学》
亚化学计量同位素稀释法(Substoichiometric Isotope dilution analysis)
B. 反同位素稀释分析法原理：
就是把已知量的非放射性载体加到未知量的放射性溶液中，通过同位素稀释，可测定放射性溶液的载体含量。方法：是把待分析的试样分成相等的二份，每份都含有待测元素量mx;
Ag 产生抗体 Ab，且形成 Ag-Ab 结合的生化反应，依靠加入定量标记抗原 Ag* 来测定未知抗原Ag 的方法。抗原（Antigen）是指将其注入生物体内后可诱发抗体的物质。而抗体（Antibody）是指能与抗原或半抗原（Hapten, 指小分子量物质如药类、类固醇激素等，它们无抗原性但能与相应的抗体结合）有特异性结合作用的免疫球蛋白。
➢ （2）以同样的方法对所用的65Zn放射性指示剂溶液进行亚化学计量萃取。
➢ 用这种方法测定10-150ppb的Zn具有很高的准确度，测定标准偏差小于2%。
《放射化学》
亚化学计量同位素稀释法(Substoichiometric Isotope dilution analysis)
例：在10 ml待测铁试液中，加入59Fe标准（Fe3＋，0.067 mg/ml) 1mL在pH=2-3, 30-40 ℃与5.0 mL 5×10-6 mol/L的 EDTA反应30 min后，经Dowex-50阳离子交换树脂柱，并用水洗柱，流出液合并稀至10 mL,取3.0 mL溶液，测得放射性活度为1620 cpm;另取相同体积的标准59Fe溶液同上操作，取3.0 mL测得放射性活度为3030 cpm,试求待测液中铁的含量，试说明该分析方法原理。

11-核技术应用作业答题要点

11-核技术应⽤作业答题要点第⼀篇X射线荧光分析1、什么是X荧光？试述XRF的⼯作原理。

2、吸收限的定义是什么？它对原⼦的激发和特征X射线的产⽣有何意义？3、在什么情况下必须使⽤滤⽚？滤⽚能否改善探测器的能量分辨率？说明平衡滤⽚对的⼯作原理。

4、室内研究和校正基体效应的⽅法有哪些？试归纳出它们的依据、特点和应⽤条件。

答题要点：1答：X荧光：原⼦近核轨道电⼦丢失造成电⼦跃迁⽽导致的各种闪光。

XRF的⼯作原理：利⽤外界辐射激发待分析样品中的原⼦，使原⼦发出特征X射线（荧光），通过测定这些特征X射线的能量和强度，可以确定样品中微量元素的种类和含量，这就是X射线荧光分析，也叫做源激发X荧光分析。

2答：射线从给定元素原⼦特定能级上逐出⼀个电⼦所需的最⼩能量（或最⼤波长），称为该元素该能级的吸收限，对应相应电⼦的结合能。

激发相应电⼦壳层的X射线，所⽤射线能量以略⼤于吸收限为宜，由此可以选择性地激发相应元素的原⼦产⽣特征X射线。

3答：在X射线荧光现场测量中，主要使⽤的闪烁计数器谱仪，其能量分辨率往往不能区别相邻元素的X 射线荧光，此时如不便于使⽤分辨率较好的半导体探测器，则必须使⽤滤⽚。

不能。

利⽤两种物质吸收限能量的差别形成能量通带，使能量通带内的吸收系数差别很⼤，能量通带外的吸收系数近似相等，以排除通带外能量（主要来⾃周围伴⽣元素）的⼲扰，使分辨率较差的探测器也能分别测定相邻元素X射线荧光照射量率。

第⼆章中⼦活化分析1、简述中⼦活化分析的⼯作原理；感⽣放射性核素的积累与衰变有何规律? 答题要点：(⽤⾃⼰的语⾔合理表述)⽤中⼦照射样品，使待测核素发⽣核反应，产⽣放射性核素，测定其放射性活度、射线能谱和半衰期根据活化反应截⾯、中⼦通量等，确定被测样品的元素成分和含量的分析⽅法。

积累：衰变：第三章放射性同位素⽰踪1、什么是放射性同位素⽰踪？其基本性质是什么？2、在不同领域应⽤放射性同位素⽰踪技术时，需要考虑那些基本问题？答题要点： 1答：放射性同位素⽰踪：利⽤放射性核素作为⽰踪剂对研究对象进⾏标记的微量分析技术。

核分析技术

·X射线：连续谱和标示谱·特征X射线能量范围：0.05kev~114.59kev L系（8~20kev）·产生特征X射线（俄歇电子）的方式：光电效应。

内转换电子，电子俘获，核衰变。

·能量关系：EK>EL>EM, β2>β1>α1>α2·莫塞来定律：同一谱线X射线荧光频率的平方根与元素原子序数成正比·俄歇电子：光电效应不一定发射俄歇电子。

俄歇电子的动能：取决于光电效应引起电子跃迁的能量差以及发射俄歇电子的壳层的吸收限。

·对大多数元素，L系X射线的荧光产额都较低，基本都低于K系·轻元素发射K系X射线的几率甚低，轻元素探测不利；·同一元素的测定，尽可能采用K系谱线，而避免采用L系谱线。

在一般情况下，M系谱线只作为参考或旁证。

·物质对X射线的吸收是光电效应起主导作用（E稍大于吸收限）,康普顿效应·X射线荧光方法是根据X射线的能量和照射量率及其变化来研究试样中的物质成分及分布的·激发X射线方式（产生电子空位）：电子激发，带正电粒子激发，电磁辐射激发，内转换，核衰变，效率最高：E稍大于吸收限·在利用谱线分支比作谱线辨认及谱线分解时，必须是在同一激发条件（包括加速高压）、同一测量条件下取得的有关参数，否则将造成错误·质子与物质作用时的辐射损失值为电子辐射损失的10-6倍。

质子激发的X射线荧光分析是在极低的本底条件进行的，具有很低的检出下限。

这对微量、痕量元素的分析非常有利·带电粒子激发的本底主要在低能端。

·能量色散X射线荧光方法主要弱点：检出限较高。

优化的方法是：降低散射本底计数·单色滤光片：通常选择其吸收限波长刚好在靶材料的K 线和Kβ线之间的材料作为滤波材料。

一般是比靶材料原子序数小1或2的元素·X射线源：55-Fe（5.898/6.489）109-Cd （22.16/24.95kev）·在薄试样情况下，iK与厚度成正比，与吸收系数无关。

核分析原理及技术

(2) 选择性强，对同位素敏感。 (3) 灵敏度高，有天然本底，同一问题可考虑多个反
应道。适当选择反应道可使待测元素产物处于能谱中无干扰位置，并有强产额，可以实现轻元素本底探测。 (4) 精度好，很少需要样品处理，减少引进外来元素的机会。
3. 核反应分析的特点
(5) 对低Z（<20）元素分析特别有效，并可实现一些轻核的同时分析。
Z1Z2
1
1 (MeV)
Ma 3 MA 3
才能克服库仑位垒
对Q<0的阈反应
Ea
Eth
MA Ma MA
Q
高、中Z值的核库仑势垒大，当入射粒子为MeV量级时
不能发生核反应。且如果发生核反应，其相应的Q值也
很大，往往比入射粒子能量高。因此核反应方法适于分
析重基体中的轻元素杂质。
§3.实验装置与技术
可避免弹性散射的干扰。
2. 入射离子能量选择
高截面的能量可以获得较高的灵敏度，但还要考虑尽可能减少干扰反应。
非共振反应尽量选择激发曲线的坪区。共振核反应分析要选择共振能量。
例：在有C、O存在的情况下测Cu-Ni合金上的薄S层
选用32S(d, p)33S反应，Q＝6.419MeV，比C和O 的(d, p)反应Q值高很多，避免了C、O的干扰。 Ed=4MeV时，d与Cu、Ni反应的产生质子峰很强，从而测不到与S反应产生的质子。 Ed=2MeV时，由于Cu、Ni的库仑位垒较高，这时 d与Cu、Ni反应产生的质子很少，与S反应产生的质子变得容易测量。
Ina Reiche， et al. NIM B 249 (2006) 608–611 ERDA
本章结束
3. 探测几何选择
• 调整可以使反应微分截面最大。 • 调整可以使欲分析的粒子位于能谱中无干扰范围内。

核分析原理及技术第八章1

第八章 电子顺磁共振波谱 (EPR)

第八章中子及中子探测

8.印迹杂交技术

第八章 旋转水射流

《核反应堆物理分析》名词解释及重要概念整理

核技术专业导论5-核分析技术

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核分析技术与方法

第一章：核反应堆物理分析讲解

核分析技术

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核磁共振分析的基本原理、结构和实验技术

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