第三节+中子辐射应用与中子活化分析
《中子活化分析技术》课件
中子活化分析技术可以对样品进行无损分析，不会破坏样品。
3 广泛应用
中子活化分析技术在环境监测、材料科学、医学研究等领域有着广泛的应用。
中子活化分析技术的发展历程
2 0世纪4 0年代
中子活化分析技术首次被提出。
2 0世纪50年代
发展出用反应堆产生高强度中子 束的方法。
2 0世纪60年代
发展出多道γ能谱法和低能量中子 活化法。
数据处理方法
中子活化分析数据处理方法主要包括峰面积法和峰高法。其中峰面积法是一种常用的分析方法，利用γ能谱峰的面积 与元素含量成正比关系进行元素含量分析。
中子活化分析技术的优缺点
优点
准确度高、非破坏性、灵敏度高、分析范围广、可同时分析多种元素。
缺点
需要配备高强度的中子源，分析时间较长，对样品数量和形状有一定要求。
中子活化分析技术
中子活化分析技术是一种非破坏性分析技术，通过中子源激发样品中核素发 生核反应，分析样品中元素的含量和组成。本课件将带您了解中子活化分析 技术的发展历程和应用领域，以及实验步骤和数据处理方法。
中子活化分析技术简介
什么是中子活化分析技术
中子活化分析技术是分析元素含量和组成的一种无 损分析方法。
中子活化分析技术的应用领域
考古学
通过分析考古遗物中的元素含量， 了解人类活动和文化演变历程。
材料科学
分析材料中微量元素的含量、分 布和迁移规律，为材料的研究和 开发提供依据。
医学研究
用于研究药物的吸收、分布、代 谢、排泄等过程，以及分析组织 中的微量元素含量。
环境监测
研究环境中污染物的来源、运移、 转化等过程，评价环境质量和污 染程度。
中子源的分类及特点
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。
中子活化分析技术在农业上的应用
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。
反应堆中子活化分析应用进展
反应堆中子活化分析应用中的问题与解决方法
2、分析软件与算法问题：中子活化分析涉及大量的数据处理和解析工作，需 要高效的软件和算法进行数据处理和分析。目前，尽管已经开发出一些中子活化 分析软件和算法，但仍存在一些问题，如数据处理速度较慢、算法可靠性不足等。 为了解决这些问题，需要进一步优化软件和算法，提高数据处理速度和可靠性。
4、高能中子测量问题：高能中子在反应堆运行过程中扮演着重要角色，但高 能中子的测量难度较大。为了解决这个问题，需要研发更加灵敏和高精度的探测 器和技术，以提高高能中子的测量精度和效率。
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反应堆中子活化分析应用中的问题与解决方法
3、交叉污染问题：在样品处理过程中，不同样品之间可能存在交叉污染，影 响测量结果的准确性。为了解决这个问题，需要采取严格的样品处理措施，避免 不同样品之间的交叉污染。同时，需要对每个样品进行独立的测量和分析，以确 保测量结果的准确性。
反应堆中子活化分析应用中的问题与解决方法
4、安全分析
4、安全分析
安全分析是中子活化分析的重要应用之一。在核电站或核设施的安全分析中， 中子活化分析可以用于评估放射性物质的分布和活化产物，进而为安全防护措施 的制定和实施提供依据。例如，在中子源项计算中，中子活化分析可以提供精确 的中子注量率分布，为放射性物质的屏蔽和防护设计提供重要数据支持。
反应堆中子活化分析的基本原理
反应堆中子活化分析的基本原理
中子活化分析的基本原理是利用中子与原子核相互作用，使得特定原子核发 生激发或跃迁，并产生特征X射线或γ射线。通过测量这些特征射线的能量和强 度，可以推断出中子注量率或中子通量分布。在实际应用中，中子活化分析通常 采用多道脉冲幅度分析器（PAA）或高速示波管（HOM）等设备进行测量。
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.
第2章 中子活化分析
(1 e t0 )e ( t1 t0 ) [1 e (t2 t1 ) ]
（11.11）
e (t1 t0 ) [1 e (t2 t1 ) ]
称放射性收集因子
因此，停止辐照后某一时刻记录到的伽马射线的强度为
n(t ) t A(t ) Nt t (1 e t0 )e (t t0 )
N (t1 ) N (t0 )e (t1 t0 )
活度为：
（11.7）
A(t1 ) A(t0 )e (t1 t0 )
（11.8）
其中称
De
( t1 t0 )
为衰变因子。
17
第一节
中子活化分析原理
在测量时间间隔t2-t1内,样品放射性核衰变总数为：
At A(t )dt
堆、加速器或同位素中子源产生的中子作为轰击粒子的活化分析方法，是确定物质元素成份的定
性和定量的分析方法。它具有很高的灵敏度和准确性，对元素周期表中大多数元素的分析灵敏度 可达10-6～10-13g/g，因此在环境、生物、地学、材料、考古、法学等微量元素分析工作中得到广
泛应用。由于准确度高和精密度好，故常被用作仲裁分析方法。
1 E
(11.22)
式中 是单位对数能量间隔内的热中子通量密度。中能中子与原子核作用的总截 面存在许多共振峰，故中能区也称共振区。共振区的截面 包含两个部分：布赖特维格纳共振截面 和 截面曲线 的尾部，即
t1
t2
（11.9）
对中子活化生成的放射性核素，可用γ探测器测量他所放出的γ射线 的能量和强度。假定衰变时只有一种衰变方式，而且只放出一种能量 的γ射线；并假定探测系统的总绝对效率为：
t
4
中子活化反应
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。
3.3中子活化分析技术
活化分析基于核反应中产生的放射性核， 其放射性活度由下式（3-5）给出：
A t f N (1 e
• • • • • •
0.6 9 3 / T1 / 2 t
)
式中 T1/2—半衰期； f—粒子注量率； σ—核反应截面； N—靶核数目； t—照射时间； At—照射t时间时生成的放射性 核素的放射性总活度。
6. 根据 射线能谱（能量和强度）
以及半衰期等分析，确定样品中 对应稳定核素及其含量。
4）中子活化分析设备
中国 原子 能科 学院 重水 实验 反应
5）中子活化分析广泛用于： 头发样品、水质分析*
计数
中子活化 冷却4小时后测量痕量元素7种
能量
若4 周后测量，还有其他痕量元素存在。
6）中子活化（ n, ）分析探测限
核素
55Mn
同位素丰度
100%
探测限* g
10-11 – 10-12
107Ag
197Au 64Ni 75As 202Hg 65Cu 121Sb
51%
100%
10-9 – 10-10
10-10 – 10-11
1.2%
100% 30% 31% 57%
中子活化分析
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
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。
简述中子活化的原理及应用
简述中子活化的原理及应用1. 中子活化是什么？中子活化是一种利用中子与原子核发生碰撞产生核反应的方法。
中子是一种不带电的粒子，能够与原子核发生强相互作用。
当中子与原子核碰撞时，可能会发生弹性散射、非弹性散射、吸收等反应，其中非弹性散射和吸收反应会导致原子核激发或者产生新的放射性核素。
这种利用中子激发和产生放射性核素的过程就是中子活化。
2. 中子活化的原理中子活化的原理基于以下几个主要过程：2.1 中子激发中子在与原子核碰撞时，可以将原子核激发到高能级。
处于高能级的原子核会通过发射光子或者其他带电粒子来跃迁到低能级。
这个过程一般发生在市面上所称的“冷中子”能量范围内，即几电子伏特到几百千电子伏特。
2.2 中子俘获中子可以被原子核吸收，形成一个新的核素。
这个新的核素可能处于稳定态或者不稳定态，如果是不稳定态，会通过发射一些带电粒子来变为稳定态。
这个过程一般发生在高能中子入射时。
2.3 中子诱发核反应中子还可以诱发原子核发生不同种类的核反应，如（n, α）（中子与原子核碰撞后，原子核发射一个α粒子）、（n, p）（中子与原子核碰撞后，原子核发射一个质子）、（n, γ）（中子与原子核碰撞后，原子核发射一个光子）等。
3. 中子活化的应用中子活化在科学研究、工业生产、环境监测等领域具有广泛的应用。
下面列举几个主要应用领域：3.1 材料分析中子活化分析可以用于材料成分的定量和定性分析。
通过测量样品在中子激发下产生的放射性核素的活度，可以推算出样品中各元素的含量。
这种方法广泛应用于材料科学、地质学、环境科学等领域，可以用于分析金属、矿石、土壤、水等样品。
3.2 放射性同位素生产中子活化可以用于放射性同位素的生产。
通过将靶材料与中子源进行重离子反应，靶材料中的一部分元素会被激活成放射性同位素。
这些放射性同位素可以用于医学诊断、放射治疗、放射性示踪等领域。
3.3 放射性测量技术中子活化分析还可以用于放射性核素的测量。
中子活化分析技术在农业上的应用
中子活化分析技术在农业上的应用中子活化分析法是通过利用放射性核素具有的放射活度和稳定元素的活化能转换为可测量的放射性，以及放射性所产生的能量探测现象来分析物质组成的一种核技术手段。
它可以测定含有放射性素的物质，甚至可以测定无放射性素的物质，具有更高的精确度，更低的检测限和更广泛的适用范围。
因此，中子活化分析技术在农业上的应用日趋广泛。
中子活化分析技术在农业上的应用有很多，其中最为突出的是农业养分测定。
通过中子活化分析，可以测定土壤、植物及其产品中的重金属、钾、钙、镁、磷等养分，并较准确地分析耕地的植物养分含量。
使用中子活化分析技术可以快速准确地测定多种养分，为农业生产提供有力的技术支持，指导农民正确施肥，提高农作物产量，实现农业可持续发展。
另外，中子活化分析技术在植物病虫害防治中也有重要作用。
通过对昆虫及其卵、幼虫的中子活化分析，可以准确对病虫害进行定性及定量研究，以确定其发生及发展状况，从而有效地防控病虫害，降低农业生产损失。
此外，中子活化分析技术还可用于农业产品中污染物的检测，可以根据污染物含量提出有利于保护生态环境和农业科技发展的相关建议。
总之，中子活化分析技术在农业上的应用广泛，既可准确测定农业养分，促进了农业生产的可持续发展，又可有效防控病虫害，减少农作物的损失，更可以提供检测污染物的有效技术支持，发挥了重要的作用。
然而，中子活化分析技术在实际应用中也存在一定的不足。
例如，中子活化分析特别敏感，检测过程需要一定的时间，而且设备投资较大，需要更高的技术水平，面临着一定的安全风险。
因此，在实际应用中，我国应充分利用该技术的优势，加强政策制定，健全安全审查机制，发挥该技术的积极作用，实现农业的可持续发展。
至此，本文对中子活化分析技术在农业上的应用作了一番探讨，从农业养分测定，农作物病虫害防治及污染物检测等方面，分析了中子活化分析技术在农业中的应用，以及存在的不足，并指出了更好地利用这一技术发挥其积极作用的途径。
核分析技术
中子活化分析原理
A t ' = N (1 e
In 2 t T1/2
)e
In 2 ' t T 1/2
若靶核的丰度为������ m0 这种靶元素的摩尔 , 靶元素的质量为 N A , 整理可得到样品中这种靶 质量为M , 阿伏加德罗常量为 核的数目为
N A m0 N M
最后得到中子活化分析理论方程式:
N A m0 A t' = (1 e M
In 2 t T1/2
)e
In 2 ' t T1/2
中子活化分析原理
由于实际实验中探测器的效率不可能为100% , 设为������ 实际活化方程式为
N A m0 A t' = (1 e M
In 2 t T1/2
,则
)e
In 2 ' t T1/2
• 中子活化分析设备—γ能谱探测系统
– 结构
高压电 源 探 测 器 低压电 源
前置 电路
主 放大 器
多道 脉冲 幅度 分析 器
接口
微计 算机 系统
• 中子活化分析设备—γ能谱探测系统
中子活化技术的应用趣例
1） 恐龙灭绝原因 2） 破解拿破伦死亡之谜 3） 破解牛顿死亡之谜 4） 秦兵马俑“产地” 之谜 5） 第一起使用中子活化分析侦破的案例 6） 古老照片的复活：
、 由上式可知, 在测量中必须知道 、 B 、、M、t、 t ' 等物理量, 才能求出在样品中待测元素A 的质量 m0 , 这就是 中子活化分析的绝对分析法。
由于绝对分析法必须很准确地知道上述各种核参数, 而准确 等非常困难,所以在实际分析测量 测定这些核参数, 如 、 中很少采用, 而是采取相对分析法, 即事先配制含有已知质量 的标准样品 m标 , 与待测样品在相同条件下活化和测量, 由此 可得：
第2章-中子活化分析
第2章-中子活化分析第 2 章中子活化分析在现代科学技术的众多分析方法中，中子活化分析无疑是一颗璀璨的明珠。
它以其独特的原理和强大的功能，在众多领域发挥着重要作用。
中子活化分析的基本原理并不复杂。
简单来说，就是将待分析的样品置于中子束中，样品中的原子核与中子发生反应，从而被“激活”。
这些被激活的原子核会发生衰变，同时释放出具有特定能量和半衰期的放射性射线。
通过对这些放射性射线的测量和分析，就能够确定样品中所含元素的种类和含量。
这种分析方法具有极高的灵敏度。
哪怕是对于含量极低的微量元素，中子活化分析也能够准确检测出来。
这使得它在地质、环境、生物医学等领域具有无可替代的优势。
例如，在地质研究中，它可以帮助科学家们了解地球内部元素的分布和演化；在环境监测中，能够精确检测出土壤、水和空气中的微量污染物；在生物医学领域，对于人体组织中微量元素的分析，为疾病的诊断和治疗提供了重要依据。
中子活化分析的准确性也是其突出特点之一。
由于其基于原子核的反应，不受样品的物理形态和化学状态的影响，所以分析结果的准确性非常高。
而且，它还具有非破坏性的优点。
在分析过程中，样品不会受到破坏，这对于珍贵的文物、艺术品等的分析尤为重要。
然而，中子活化分析也并非完美无缺。
首先，它需要使用中子源，而中子源的获取和使用往往受到严格的监管和限制。
这不仅增加了分析的成本，也在一定程度上限制了其广泛应用。
其次，由于涉及到放射性物质，对实验人员的安全防护要求极高。
此外，分析过程相对较为复杂，需要专业的设备和技术人员，数据处理也需要一定的时间和专业知识。
在实际应用中，中子活化分析需要遵循一系列严格的操作流程。
首先，样品的采集和制备至关重要。
样品必须具有代表性，并且要经过精心的处理，以确保其符合分析的要求。
然后，将样品放入中子束中进行照射，照射时间和中子通量需要根据样品的性质和分析的目的进行精确控制。
照射完成后，需要对样品进行放射性测量，这通常需要使用专门的探测器和测量仪器。
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（三）放射生态
（１）大气层核爆炸对农作物、土壤、种子的破坏和防护；大气层核爆炸试验场下风向地 区农业生态环境放射性水平调查与评价，试验获得了宝贵的资料，成绩很大，分别于１９８５ 年、１９９６年两次荣获国家科技进步奖三等奖。 （２）核电站正常运行中对一定范围内农业环境放射性水平的调查和评价，为出现重大事 故情况下如何减灾和维持生产提供重要技术贮备。 （３）对伴生放射性污染研究。由于大量使用磷肥和硝酸稀土肥料，造成对农业环境的伴 生放射性污染，研究放射性卫生评价和防治措施是十分重要的。
（二）低剂量快中子辐射刺激鱼虾增产
利用低剂量快中子（通量为５
Ｘ
ｌＯ＇／平方厘米）照射淡水鱼鱼卵和仔鱼，提高孵化率和
仔鱼的成活率，增产１０％。用１３～７０微格雷的快中子辐照对虾卵或仔虾，孵化率高、成活 率高、成长快、抗病性强，增产１５％，已在渔业生产中推广应用。
二、中子活化分析
中子活化分析不仅可以测量元素周期表上的绝大多数元素，而且还可以进行多元素同时 测量。
（一）分析食品中的有害元素
利用中子活化分析法，测定了我国１０个主要城市和４个乡村的２０多种大众食品，包括 猪、牛、羊、鸡、鸭、鱼等肉食品和白菜、土豆等蔬菜中的微量元素Ａｓ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｓｅ、Ｂｒ、 Ｃｒ、Ｆｅ、Ｉ、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｚｎ等。从而为我国制订食品卫生标准提供了科学依据。
（二）分析草原地区的土壤和牧草中的微量元素
一、中子辐射应用
（一）中予辐射育种
据１９７９－－１９８７年的不完全统计，为全国２４个省、市、自治区的３００多个单位提供中子 辐照服务，其中有：辐照农作物种子（小麦、水稻、玉米、高梁、豆类、棉花、牧草等）， 果树鲜枝条（苹果、柑橘、山楂等），根茎（水仙花、啤酒花根）和各种微生物菌种等，由 于中子产生的生物效应获得的有益变异要比ａ、７射线产生的有益变异高，所以先后选育出 一批高产、优质的植物新品种。
中国农业科学院志（１９５７ｕ１９９７）
第十二篇高新技术农业应用研究５２５
（３）土壤重金属污染及调控。应用“土壤缓冲性”理论，研究重金属Ｃｄ、Ｐｂ、灿对土
壤污染机制，为土壤污染的调控、治理提供理论依据。 （４）土壤植物系统营养与污染元素及其形态含量测定技术，提出“化学复印膜”测定新 技术。 （５）土壤反硝化机制及调控。 （６）土壤侵蚀及荒漠化的研究，获得了我国北方农牧交错区风蚀景观荒漠化程度及空间 分布类型的可靠资料，建立了监测的核技术方法。
从我国北方、南方１１个省２０多个草场进行调查和采集土壤和植物等多种样品，进行了 ５０多项分析测定，查明了草场普遍缺失的元素并对草场开展了补施微量元素的试验，为草 场合理放牧、经济施肥、饲料配方，以及防止草食动物生理病害提供了科学依据。
（三）ａ径迹蚀刻测硼技术在农业中的应用
利用中子与１０Ｂ作用时产生ａ射线，再用聚碳酸酯塑料膜作为ａ径迹探测器，测量和分 析１０Ｂ元素在物质中的含量和分布，其分析灵敏度为０．１×１０～，样品量只需５０。１００毫克， 并可以进行非破坏为扶贫和推动 贫困地区农业生产发展作出了贡献。
（三）放射生态
（１）大气层核爆炸对农作物、土壤、种子的破坏和防护；大气层核爆炸试验场下风向地 区农业生态环境放射性水平调查与评价，试验获得了宝贵的资料，成绩很大，分别于１９８５ 年、１９９６年两次荣获国家科技进步奖三等奖。 （２）核电站正常运行中对一定范围内农业环境放射性水平的调查和评价，为出现重大事 故情况下如何减灾和维持生产提供重要技术贮备。 （３）对伴生放射性污染研究。由于大量使用磷肥和硝酸稀土肥料，造成对农业环境的伴 生放射性污染，研究放射性卫生评价和防治措施是十分重要的。
三、放射性测量技术与方法的研究
在放射性核素示踪技术农业中应用，正确的测量方法和准确的计量，不仅可以保证核素 的有效、安全使用，而且更重要的是能够为科学试验提供可靠的数据，所以我院一直把测量 技术与方法的研究视为重点。
（一）辐射剂量的测量
计，为定量辐照效应研究和提高辐照加工质量起了重要作用。为了测试辐射场工作人员吸收 剂量，又研制了热释光剂量片和适宜测量高剂量的变色计量计。
为了准确地测量被照射物质所接受的剂量，我院自行设计、制造了ＮＹＩ一系列伦琴
（二）核素示踪样品的低水平测量
１９６２年研制成了ＮＹＤ一１和ＮＹＤ一２低水平测量仪，测量核农学研究中生物样品的ｐ放
射性；１９８４年研制了塑闪杯，创立了在液闪上测量固体样品的新方法；为了满足需要，对 液闪用新的点火燃烧制备工艺、测量方法及质量控制进行探讨，建立了液闪用新的点火燃烧 制样方法。
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中国农业科学院志
等，因此中子辐射应用也表现出多样性。在农业应用中主要是中子辐射育种和活化分析。由 于活化分析技术是痕量元素分析的重要方法，而且具有快速、非破坏性、非接触性和可以连 续检测的优点，所以在农业科研中被广泛应用于植物生理过程、土壤肥力变化、污染物在土 壤中积累和食物中有毒元素等分析，也是核技术在农业上应用的重要方面。 我院原子能利用研究所１９７４年由法国购进了“中子发生器”和４０９６多道７谱仪，１９７９ 年建成了中子实验楼，１９８０年成立中子技术应用研究室，开展中子辐射和活化分析技术的 应用研究。
（三）７射线的分析测量
为了区别不同的核素，要做７能谱的测量与分析工作，组装了ＮａＩ（１ｒＩ）闪烁探头和 ＦＨ５１２多道分析器组成７谱仪，１９８９年参加了国际原子能机构组织的土壤样品放射性测量， 我院研制的仪器有极高的分辨率和灵敏度。
第三节
中子辐射应用与中子活化分析
由于中子与物质相互作用表现为多样性，如弹性散射、辐射俘获，核反应和裂变反应
为了准确地测量被照射物质所接受的剂量，我院自行设计、制造了ＮＹＩ一系列伦琴
（二）核素示踪样品的低水平测量
１９６２年研制成了ＮＹＤ一１和ＮＹＤ一２低水平测量仪，测量核农学研究中生物样品的ｐ放
射性；１９８４年研制了塑闪杯，创立了在液闪上测量固体样品的新方法；为了满足需要，对 液闪用新的点火燃烧制备工艺、测量方法及质量控制进行探讨，建立了液闪用新的点火燃烧 制样方法。
（三）７射线的分析测量
为了区别不同的核素，要做７能谱的测量与分析工作，组装了ＮａＩ（１ｒＩ）闪烁探头和 ＦＨ５１２多道分析器组成７谱仪，１９８９年参加了国际原子能机构组织的土壤样品放射性测量， 我院研制的仪器有极高的分辨率和灵敏度。
第三节
中子辐射应用与中子活化分析
由于中子与物质相互作用表现为多样性，如弹性散射、辐射俘获，核反应和裂变反应
三、放射性测量技术与方法的研究
在放射性核素示踪技术农业中应用，正确的测量方法和准确的计量，不仅可以保证核素 的有效、安全使用，而且更重要的是能够为科学试验提供可靠的数据，所以我院一直把测量 技术与方法的研究视为重点。
（一）辐射剂量的测量
计，为定量辐照效应研究和提高辐照加工质量起了重要作用。为了测试辐射场工作人员吸收 剂量，又研制了热释光剂量片和适宜测量高剂量的变色计量计。
中国农业科学院志（１９５７ｕ１９９７）
第十二篇高新技术农业应用研究５２５
（３）土壤重金属污染及调控。应用“土壤缓冲性”理论，研究重金属Ｃｄ、Ｐｂ、灿对土
壤污染机制，为土壤污染的调控、治理提供理论依据。 （４）土壤植物系统营养与污染元素及其形态含量测定技术，提出“化学复印膜”测定新 技术。 （５）土壤反硝化机制及调控。 （６）土壤侵蚀及荒漠化的研究，获得了我国北方农牧交错区风蚀景观荒漠化程度及空间 分布类型的可靠资料，建立了监测的核技术方法。