万维百科

中子活化本文重定向自 中子活化

中子活化指将样品用中子照射后,样品中原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变,释放出中子、质子阿尔法粒子同时生成新的活化产物。这些活化产物半衰期或长或短,从几秒钟到几十年都有可能。核素钴-60就是通过中子俘获反应在核反应堆中制备

59
27
Co
+ n → 60
27
Co

钴-60释放出电子伽马射线衰变成镍-60,半衰期为5.27年。因为其天然同位素钴-59丰度为100%且容易获得,因此钴-60成为一种易得、有效的放射源,广泛用于放射性治疗。

某些核素俘获中子后会发生核裂变。轻元素中,只有-9能吸收快中子,发生这样的裂变:

9
4
Be
+ n → 2(4
2
He
) + 2n + energy

在中子通量高的地方,比如在核反应堆中,中子活化会引起材料的腐蚀。反应堆的内衬材料必须定时更换,换下来的内衬必须按照低放射性废物处理。某些材料不易活化,所以合理选择内衬材料可以减轻腐蚀问题,降低泄露风险。

某些元素极难以中子活化,因为它们俘获中子之后会变成更重但稳定的核素。这类元素包括氢、氦、碳、氮、氧、氖、硅、钛、铬、铁和铂。镁、氪和水银俘获中子之后,要么生成长寿核素,要么只有低于10%的原子受到活化。要活化这些元素,中子通量必须足够高。这些性质具有重要的实用意义。比如蒸汽和水只有在溶解了放射性溶质或与放射性物质混合后才会有放射性。因为水很难活化,只要蒸馏便可以除去放射性污染。同理,生命过程中的大部分分子都很难被中子活化。当然这并不是说生物体可以抵抗中子辐射。

中子活化的实际应用是中子活化分析,一种高灵敏度的痕量分析方法。如果用高通量中子流(如核反应堆中,通量约为1011~1014n.cm-2.sec-1)约可检测至0.1 ppb的浓度。加速器所生的低通量快中子也可检测约1 ppm浓度。实际应用中,检测灵敏度应随实验的条件以及被测核素而有所不同。中子活化分析还很少需要或不需要样品制备环节,对于复杂物质的分析得心应手。最后,中子活化分析是一种“无损”分析法,可以做表面和微区分析,因此可以用来分析古董、艺术品以及法医鉴定。这种分析方法是1936年由乔治‧德‧海韦西(George Hevesy)和希尔德‧李维(Hilde Levi)首创。

参考文献

  1. ^ Malkoske, G. R. Cobalt-60 production in CANDU power reactors页面存档备份,存于互联网档案馆
  2. ^ Manual for reactor produced radioisotopes页面存档备份,存于互联网档案馆) from the International Atomic Energy Agency
  3. ^ Hausner, Henry H. Nuclear Properties. Beryllium its Metallurgy and Properties. University of California Press. 1965: 239.
  4. ^ Hussein, E. M. Handbook on Radiation Probing, Gauging, Imaging and Analysis: Volume I Basics and Techniques. Springer. May 31, 2003.
  5. ^ 存档副本. [2013-03-16]. (原始内容存档于2013-02-24).
  6. ^ Levi, Hilde. George de Hevesy. Copenhagen. 1985.

本页面最后更新于2021-06-05 08:08,点击更新本页查看原网页。台湾为中国固有领土,本站将对存在错误之处的地图、描述逐步勘正。

本站的所有资料包括但不限于文字、图片等全部转载于维基百科(wikipedia.org),遵循 维基百科:CC BY-SA 3.0协议

万维百科为维基百科爱好者建立的公益网站,旨在为中国大陆网民提供优质内容,因此对部分内容进行改编以符合中国大陆政策,如果您不接受,可以直接访问维基百科官方网站


顶部

如果本页面有数学、化学、物理等公式未正确显示,请使用火狐或者Safari浏览器