АКТИВАЦИО́ННЫЙ АНА́ЛИЗ

АКТИВАЦИО́ННЫЙ АНА́ЛИЗ (ра­дио­ак­ти­ва­ци­он­ный ана­лиз), ядер­но-фи­зич. ме­тод оп­ре­де­ле­ния ка­че­ст­вен­но­го и ко­ли­че­ст­вен­но­го эле­мент­но­го и изо­топ­но­го со­ста­ва ве­ще­ст­ва. Ос­но­ван на из­ме­ре­нии ак­тив­но­сти ра­дио­нук­ли­дов, об­ра­зую­щих­ся в ана­ли­зи­руе­мом об­раз­це в ре­зуль­та­те ядер­ных ре­ак­ций (ак­ти­ва­ции) изо­то­пов оп­ре­де­ляе­мых эле­мен­тов с ядер­ны­ми час­ти­ца­ми или вы­со­ко­энер­ге­тич­ным γ-из­лу­че­ни­ем. Пред­ло­жен в 1936 Г. Хе­ве­ши и Х. Ле­ви.

Иден­ти­фи­ка­ция об­ра­зую­щих­ся ра­дио­нук­ли­дов про­из­во­дит­ся по ти­пу из­лу­чения, его энер­гии, ин­тен­сив­но­сти, пе­рио­ду по­лу­рас­па­да ра­дио­нук­ли­дов. Для это­го обыч­но ис­поль­зу­ют гам­ма-спек­тро­мет­ры и вы­со­ко­раз­ре­шаю­щие по­лу­про­вод­ни­ко­вые де­тек­то­ры, ре­же сцин­тил­ляц. де­тек­то­ры. Ко­ли­честв. ана­лиз ос­но­ван на том, что ак­тив­ность об­ра­зо­вав­ше­го­ся ра­дио­нук­ли­да про­пор­цио­наль­на ко­ли­че­ст­ву оп­ре­де­ляе­мо­го эле­мен­та в ши­ро­ком диа­па­зо­не кон­цен­тра­ций. При­ме­ня­ют от­но­сит. ме­тод рас­чё­та кон­цен­тра­ций с ис­поль­зо­ва­ни­ем об­раз­цов срав­не­ния и без­эта­лон­ный, или ком­па­ра­тор­ный, ме­тод (напр., т. н. «k0»-ме­тод). Вы­со­кая про­ни­каю­щая спо­соб­ность ра­дио­ак­тив­но­го из­лу­че­ния по­зво­ля­ет про­во­дить ана­лиз без раз­ру­ше­ния об­раз­ца; не­де­струк­тив­ный (ин­ст­ру­мен­таль­ный) ва­ри­ант А. а. с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­лу­про­вод­ни­ко­вых де­тек­то­ров, спец. элек­тро­ни­ки, про­грамм­но­го обес­пе­че­ния и ав­то­ма­ти­за­ции – наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ный и эф­фек­тив­ный ва­ри­ант А. а. Ра­дио­хи­ми­че­ский (с хи­мич. раз­де­ле­ни­ем ра­дио­нук­ли­дов) ва­ри­ант А. а. ис­поль­зу­ют в тех слу­ча­ях, ко­гда ин­ст­ру­мен­таль­ное оп­ре­де­ле­ние при­ме­сей не­воз­мож­но из-за ме­шаю­ще­го влия­ния ра­дио­нук­ли­дов ос­но­вы.

Наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ный ва­ри­ант А. а. – ней­трон­но-ак­ти­ва­ци­он­ный ана­лиз (НАА). Для ак­ти­ва­ции ис­поль­зу­ют те­п­ло­вые и эпи­те­п­ло­вые ней­тро­ны ядер­но­го ре­ак­то­ра или ра­дио­изо­топ­но­го ис­точ­ни­ка ней­тро­нов (напр., Cf²⁵²), а так­же бы­ст­рые ней­тро­ны ге­не­ра­то­ра ней­тро­нов. Вы­со­кая плот­ность по­то­ка те­п­ло­вых ней­тро­нов в ядер­ном ре­ак­то­ре, вы­со­кие се­че­ния ак­ти­ва­ции боль­шин­ства эле­мен­тов на те­п­ло­вых ней­тро­нах, а так­же вы­со­кая про­ни­кающая спо­соб­ность ней­тро­нов по­зво­ля­ют од­но­вре­мен­но оп­ре­де­лять ва­ло­вое со­дер­жа­ние сле­до­вых ко­ли­честв (до 10^–12 г/г) ок. 70 эле­мен­тов в об­раз­цах разл. мас­сы: от до­лей мил­ли­грам­мов до неск. ки­ло­грам­мов. Ре­ак­тор­ный НАА сыг­рал боль­шую роль в раз­ви­тии ана­ли­тич. хи­мии сле­до­вых кон­цен­тра­ций; с его ис­поль­зо­ва­ни­ем раз­ра­бо­та­ны тех­но­ло­гии по­лу­че­ния сверх­чис­тых ма­те­риа­лов для элек­тро­ни­ки, спец. кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов для атом­ной энер­ге­ти­ки, ис­сле­до­ван эле­мент­ный со­став ря­да ве­ществ (лун­но­го грун­та, ме­тео­ри­тов и др.). НАА на бы­ст­рых ней­тро­нах эф­фек­ти­вен для оп­ре­де­ле­ния ки­сло­ро­да (пре­дел об­на­ру­же­ния до 10^–5%), экс­пресс­но­го ин­ст­ру­мен­таль­но­го оп­ре­де­ле­ния др. эле­мен­тов (10^–3–10^–5%). Для об­на­ру­же­ния от­рав­ляю­щих и взрыв­ча­тых ве­ществ раз­ра­бо­та­ны ва­ри­ан­ты дис­тан­ци­он­но­го НАА.

В ак­ти­ва­ци­он­ном ана­ли­зе на за­ря­жен­ных час­ти­цах при­ме­ня­ют вы­со­ко­энер­ге­тич­ные про­то­ны, дей­тро­ны, α-час­ти­цы и др. Ис­поль­зу­ют гл. обр. для вы­со­ко­чув­ст­ви­тель­но­го (до 10^–9 г/г) оп­ре­де­ле­ния лёг­ких эле­мен­тов (B, C, O и N). Из-за ог­ра­нич. про­бе­га за­ря­жен­ных час­тиц в ве­ще­ст­ве ме­тод пред­на­зна­чен для ло­каль­но­го ана­ли­за. В гам­ма-ак­ти­ва­ци­он­ном ана­ли­зе про­бу ак­ти­ви­ру­ют тор­моз­ным γ-из­лу­че­ни­ем ус­ко­ри­те­ля элек­тро­нов. Оп­ре­де­ля­ют ва­ло­вое со­дер­жа­ние мик­ро­при­ме­сей в об­раз­цах мас­сой до неск. грам­мов. Ме­тод эф­фек­ти­вен для вы­со­ко­чув­ст­ви­тель­но­го (10^–8 г/г) оп­ре­де­ле­ния лёг­ких эле­мен­тов (N, C, O), оп­ре­де­ле­ния сред­них и тя­жё­лых эле­мен­тов (до 10^–7 г/г). Раз­ра­бо­та­ны пром. ана­ли­тич. ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ные γ-ак­ти­ва­ци­он­ные ком­плек­сы, напр. для зо­ло­то­до­бы­ваю­щей от­рас­ли.

А. а. при­ме­ня­ют для кон­тро­ля мик­ро­при­мес­но­го со­ста­ва осо­бо чис­тых и спец. ма­те­риа­лов, гео­ло­гич. об­раз­цов, объ­ек­тов ок­ру­жаю­щей сре­ды, а так­же в ме­ди­ци­не, кри­ми­на­ли­сти­ке, ар­хео­ло­гии, био­ло­гич. ис­сле­до­ва­ни­ях и пр.