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1、多道能谱分析仪及其应用王长生魏建云中国科学院地球化学研究所,贵阳关键词多道能谱分析仪、核分析仪、微量分析多道能谱是一种射线测量仪器,可以测量各种射线,主要用于微量分析。人工生成 的放射性核素分析,即“活化分析”,其特点是操作简便,灵敏度高 可测到一,。需要量少 数毫克一数十毫克,非破坏性,与化学组份无关,多元素分析等。因而,不仅适于一般样品的分析,且对于那些高纯材料、珍贵样品、稀少样 品、稀土元素等的鉴定与微量分析,非常有效。活化分析在环境监测、环境地球化学、地球化学、医学、生物学等领域里已得到日益广泛的应用。多道能谱分析仪。能谱仪已由单道发展成了多道,尤其是与计算机联用后,在灵敏度、精度、速
2、度、功能等方面都有了很大提高。国外活化分析工作已很普遍。在我国,自年代起开始此项工作,至今几乎各省区都建立 了相应的实验室。我所年由美国引进了一台道能谱仪,而今又从美国引进了一台一道能谱分析仪。一道能谱系统是年代的代表产品,其特点是配有三种不 同用途的丫探测器和两种不同用途的探测器,五种探测器可同时工作可做天然本底及浓度非常低 的放射性核素,如,等,探测限为一可做岩矿、土壤、动植物、飘尘等样 品的元素分析,每个样 品可提供一个元素数据可分析一个稀土元素 远离堆照射情况 下系统工作,从谱数据的收集、存贮、效率刻度、峰形修正、能量刻度、寻峰、面积计算、误差计算、报告打印、绘图等全部程序化,一次可处
3、理近百个峰。多道谱仪主要 由探测器、高压 电源、前置放大器、线性放大器、模数转换器、存储器等部份组成。其中最关键的部份是探测器,其分辨率值越小越好,效率值越大越好。一台谱仪只要配用、日、丫、等射线探测器,就可承担相应射线核素的测量工作。测量原理探测器的工作原理射线作用于探测器时,在探测器中产生 了电子、空穴对,它们在高压作用下形成了脉冲电压。射线能量与脉冲电压成正比。脉冲电压经线性放大器、模数转换器转换成相应的数字量,送入存储器中相应 的道址储存 每当产生一个相同幅度 的脉冲,就在相应的道址 中加。如以能量为横座标,道址 中的计数为纵座标作图,就可得到丫射线全谱,据此可对各种放射线核素进行定量
4、。分析原理目前,活化分析一般是用,丫反应,用堆 中子照射的办法,使样品中各元素生成相应不稳定的、处于高激发态的核素,在退激过程中可产生具有不 同能量的丫射线。如经堆 中子照射后,产生”助,加反应。不稳定的比在退激过程中放出,、,、的丫射线。如果样品中有许多元素,经堆中子照射后,就可得到丫射线全谱,用多道谱仪测量各种核素的谱,找到能代表相应核素的丫峰,与标准 中相应核素的丫峰比较,就可确定各核素和元素的量。应用环境方面“,是一种核爆炸产物,是一种宇宙成因核素,前者能放出的丫射线,后者能放出的射线,利用它们可研究湖泊沉积物界面的地球化学行为、元素迁移、水土流失、沉积物的计年特征等。但 由于、的浓度
5、极低约为一,目前各法均难以胜任,只有多道能谱能解决。大气悬浮颗粒中的微量元素分析 此项工作要求悬浮颗粒在大气 中的丰度很小,其量少、元素含量低,一般为一,要求分析灵敏度高悬浮颗粒 中含有多种元素,它们之间有一定的相关性,因而要求进行多元素分析悬浮颗粒中含有很多经高温燃烧的碳质残渣,很难溶解,要求非破坏性分析。常用的分析方法,往往难以满足这些要求。而活化分析却能满足这些要求,目前已成为大气污染分析的主要手段之一。该法可测颗粒 中、等种元素。地学方面国内外学者广泛应用稀土元素作为地球化学指示剂,研究成岩成矿作用、地壳、地慢和天体的演化。其中发展最快的是使用稀土元素对岩浆热动力学、岩浆成因和演化的研
6、究。在沉积学方面,主要研究不同风化条件下稀土元素的性状和行为,并利用稀土元素研究碎屑沉积物中的物质来源、沉积环境及地层对比等问题。中子活化分析通过测定样品中的稀土元素来解决上述问题。空间科学方面宇宙物质包括 陨石、宇宙尘等,是一些珍贵而又稀少的样品,其它分析方法不能满足它的分析要求灵敏、准确、可靠。中子活化分析球粒陨石中微量元素的结果表 明,陨石中大多数元素的丰度与宇宙丰度是一致的,不同类型的陨石之间只有很小的变化。此 外,中子活化分 析还可测定人血 中的、破中的、动物脏器 中的稀土元素土壤和粮食中的、等。活化分析除上 面介绍 的,反应外,还有,、,等反应方式。用这些方式的反应,可以承担一些特殊元素、特殊样品的分析。
