中子活化分析的应用情况
综述-中子活化分析的应用
中子活化分析的应用情况王家豪PB5061384摘要就中子活化分析的应用情况的评述, 包括中子活化分析技术在考古学、土壤科学、地质学、环境分析、材料行业和流行病学，食品安全，法医学等领域中的应用。
关键词中子活化分析应用考古学土壤科学地质学环境科学材料流行病学前言中子活化分析（NAA）具有很高的的准确性和可靠性，其准确度在5％左右，相对精度通常优于0.1％[1]。
NAA可以测定多达74种元素，并且检测限很低，从1～106ng/g不等。
其还具有样本量小（1-200mg）,不必用化学试剂处理样品，对样品无损等优点。
中子活化分析的应用已经有相当长时间的历史，自从1936年被Hevesy 和Levi发明后不久就得到了广泛应用，并且相对成熟。
虽然现在已经有了ICP-AES和PIXE等方法，但是由于NAA的独特优点，其目前的全球应用仍非常广泛行分析。
因此本文对中子活化分析的应用情况进行介绍，包括考古学、土壤科学、地质学、环境分析、材料行业和流行病学，食品安全，法医学几个方面。
1.考古学使用中子活化分析来确定文物标本（如陶器[2,3]，黑曜石[4]，燧石[5]）等的元素特征，并将其与对应文物的来源联系起来。
在过去的十数年中，考古学家通过对42,000多个标本中的大约三十种元素的分析，已经积累了大量的粘土，黑曜岩，燧石和玄武岩的化学指纹数据库。
这些数据库与强大的多元统计方法（即主成分分析，因子分析，判别分析和马氏距离概率）相结合，可以使很多考古文物的来源具有高度的可信性。
这些来源信息可以帮助考古学家重建史前人类的习惯。
在中国的考古界主要用于对陶瓷类文物的分析，具体的有对于陶瓷年代的鉴定[6]，古瓷的着色机理[7]，同一产地出产陶瓷的年代划分[8]，陶瓷起源的探究等[9,10]。
2.土壤科学农业上需要使用大量的化学品如化学肥料，除草剂，杀虫剂等，其中难以降解的化学物质被雨水冲刷后可进入土壤或随水流移动，用稳定的示踪剂（溴化物等）来标记这些化合物，，再用NAA来分析土壤，土壤学家可以量化在各种环境和土地利用影响下的农用化学品的分布。
中子活化水泥元素在线分析仪在水泥厂的应用
中子活化水泥元素在线分析仪在水泥厂的应用中子活化在线分析仪主要应用于水泥厂内生料配料过程控制与矿山进场原材料的检测。
本文介绍了中子活化水泥元素在线分析仪的基本原理，重点介绍了在线分析仪在水泥厂的实际应用和针对现场实际情况的改进。
标签：水泥生料自动配料;中子活化水泥元素在线分析仪原理;原材料1 引言水泥作为建筑工业的基础材料，随着时代的发展，广泛应用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种环境下，为了满足在不同环境下的适应性，需要对水泥质量进行严格控制。
为了使工作效率更高、质量更好，就需要一个安全、可靠、稳定的配料系统。
随着中子活化水泥元素在线分析仪在水泥行业的深入应用和发展，在线分析仪中子活化技术也更加严密、稳定、高效，为水泥生料配料开启了新的发展道路，下面以华新迪庆现场使用的中子活化水泥元素在线分析仪為例，分析水泥元素在线分析仪在水泥生料配料中的应用。
2 分析仪工作原理该仪器采用中子活化瞬发γ分析（PGNAA）技术，利用中子及高能γ的贯穿能力，能对大宗散装物料进行元素成分的在线检测，可一分钟得出测量结果，不需改动生产工艺，检测过程不需取样，对整个料流进行检测，检测结果代表性强。
3 分析仪的组成测量装置（测量装置采用模块式框架结构，包含测量过程中增强中子轰击物料原子核的关键部件，同时对射线进行辐射防护，使装置周围剂量率达到辐射安全国家标准，保证工作人员的健康安全。
）、中子源（采用锎252同位素，能够与物料发生中子俘获反应。
）探测器（安装在测量装置上部，用于采集物料被中子作用后发出的γ射线，探测器外包有射线抑制体和恒温部件使用探测器保持最佳工作状态。
）、信号处理柜（包含能谱采集单元、温度控制器、信号转换模块，对探测器采集γ射线进行处理。
）、主机（由硬件和软件组成，主要采集来自信号处理柜的数字信号，并对这些数字信号进行解析，计算出元素成分含量及相关的质量控制参数，通过PLC实现自动控制。
）。
中子活化分析技术在煤质在线检测中的应用
丹东市科技计划项目（编号：１７１０６）。 龚亚林（１９６５—），男，高级工程师，１１８０００辽宁省丹东市滨江中
指标在合理的范围内，解决煤质多变对锅炉燃烧和 锅炉安全的影响。通过对国内外现有煤质在线检测 技术进行对比，认为瞬发 γ中子活化分析技术具有
关键词 入炉煤 煤质 中子活化 在线检测 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０２．０６６
电厂为提升自身经济效益，混煤掺烧越来越普 遍。混煤掺烧过程中对混煤质量的要求尤为重要， 其直接关系到锅炉的安全经济运行及污染物的达标 排放。因此，电厂生产运行中迫切需要成熟的、性能 可 靠 的 煤 质 在 线 分 析 系 统，以 实 时 控 制 混 煤 质 量［１２］。
图 ４ 热值测量结果对比
◆—实验室热值结果；▲—分析仪热值结果
４ 结 论
随着国家能源战略调整、环境保护及混
煤掺烧更加普遍，入炉煤煤质波动更加剧烈。煤质
在线检测技术通过实时检测数据，监测并控制煤质
图 １ 水分测量结果对比
◆—实验室水分结果；▲—分析仪水分结果
国外中子活化煤质在线分析技术于 ２０世纪 ９０ 年代末开始走入我国，并陆续在一些发电厂、选煤厂 安装应用，如洛阳龙宇电厂、中煤集团、晋煤集团、神 华集团等单位。同时，国内的中子活化煤质在线分 析技术的研究也取得了突破性的进展，技术水平已 与国外的处于同一层次。
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总第 ５９８期
中子活化分析技术在典型元素定量检测上的应用
中子活化分析技术在典型元素定量检测上的应用中子活化分析技术是一种利用中子诱导核反应来进行元素分析的非破坏性分析方法，具有高灵敏度、广泛的元素测量范围和准确性高的优点。
它在典型元素定量检测上的应用广泛而重要。
典型元素是指那些在自然界中广泛存在并且在人类活动中起着重要作用的元素，如钙、钾、镁、铁、铜、锌、铝等。
这些元素在生物、环境、食品、地质等领域中具有重要的意义。
而中子活化分析技术能够对这些典型元素进行定量分析，为各个领域的研究和应用提供了重要的支持。
在生物领域，中子活化分析技术被广泛应用于生物样品的微量元素分析。
通过中子活化分析技术，可以准确测定生物样品中微量元素的含量，如血液中的钙、镁、铁等。
这对于生物的生理功能和代谢过程研究具有重要意义，也对于疾病的诊断和治疗提供了可靠的依据。
在环境领域，中子活化分析技术能够对大气、水体、土壤等环境样品中的典型元素进行准确测量。
在环境监测中，中子活化分析技术可以帮助人们了解环境中典型元素的含量和分布情况，对环境污染的来源和影响进行定量分析，为环境保护和治理提供科学依据。
在食品领域，中子活化分析技术能够对食品中的典型元素进行快速准确的定量分析。
食品中的微量元素对于人类的健康和营养具有重要作用，而中子活化分析技术可以对食品样品进行非破坏性的分析，不会影响其品质和营养价值，同时能够提供准确的元素含量信息，有助于食品质量检测和安全评价。
在地质领域，中子活化分析技术能够对岩石、土壤等样品中的典型元素进行定量分析。
岩石和土壤是地质研究的重要对象，而其中的典型元素含量对于了解地质成因、矿物赋存和环境变化具有重要意义。
中子活化分析技术可以对地质样品进行全面、准确的元素分析，为地质研究提供重要的数据支持。
总结而言，中子活化分析技术在典型元素定量检测上的应用广泛且重要。
它能够在生物、环境、食品和地质等领域进行准确的元素分析，为各个领域的研究和应用提供了重要的支持。
随着仪器设备和技术的不断改进，中子活化分析技术的应用前景将更加广阔，为人类社会的可持续发展提供更多有力的支撑。
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。
果叶中主量元素与微量元素的中子活化分析
果叶中主量元素与微量元素的中子活化分析果叶中的元素包括主量元素和微量元素，其中主量元素是果叶中含量较高的元素，微量元素是果叶中含量较低的元素，因此，对它们的分析对果叶的品质和功能有重要的影响。
最近，中子活化分析（NAA）技术受到了广泛的关注，它可以有效地分析出果叶中的元素，既可以用来评估果叶的品质和营养，也可以用来判断果叶是否受到有害物质的污染。
中子活化分析技术是一种利用中子照射样品，并对放射性产物的放射性来测定和分析样品中元素含量的分析方法。
它是一种半定量分析技术，可以检测出果叶中含量较低的元素，比如钛（Ti）和锶（Sr）等，同时还可以检测出大量的元素，如铝（Al），钙（Ca），镁（Mg）和钾（K）等。
在实验中，中子照射对果叶中的元素会产生一定的“中子活化产物”，如放射性氦（He），用测量仪可以测量出果叶中的元素含量。
中子活化分析技术具有很多优点：首先，NAA是一种非破坏性技术，它不会对果叶产生任何污染。
其次，它可以用来快速分析出果叶中含量较低和较高的元素，而且能够快速精确地分析出元素的含量。
再次，它可以通过不同的中子活化产物进行分析，可以用来分析不同类型的果叶，如多糖果叶，苦果叶，酸果叶等，它可以用来测定果叶中的元素含量，并有助于更准确地控制和评估果叶的质量。
此外，NAA技术也可以用来检测果叶中固定元素和游离元素的含量，并可以更准确地评估果叶中元素的含量，有助于研究其影响果叶质量的因素。
另外，由于NAA可以快速准确地测定果叶中的元素，也可以用来检测果叶中的有害物质，如重金属离子等，有助于评估果叶是否受到污染。
因此，中子活化分析技术在分析果叶中主量元素和微量元素的应用中是十分有效的，它不仅可以用来评估果叶的品质和营养，而且可以用来检测果叶是否受到有害物质的污染，从而提高果叶的质量。
另外，它也可以帮助我们快速精确地定量分析果叶中的元素，有助于我们更准确地评估果叶的质量。
因此，中子活化分析技术可以说是一项全面而有效的技术，对于评估果叶的品质和提高果叶质量具有重要意义。
仪器中子活化分析技术在氚靶靶膜材料分析中的应用
标 准 的 国标 物 质 测 量 值 与 推 荐 值 的相 对 标准 偏 差 （ Ｓ Ｒ Ｄ） ４－ ０ ４ ％。 － １
关键 词 ： 中 子 活 化 分 析 ；氚 靶 ；钛 ；钇 中 图 分 类 号 ： Ｔ ３ Ｌ３ 文献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ —９ １（ ０ ０ Ｏ０ ５ ．４ ００６ ３ ２ １ ）Ｓ ．５ ９０
ｔｅｎ ｕｒｎｇ ｎ ｒｔｒＳ ｍｅ ｒｂｅ ｘ ｅｉ ｎ ｒ ｎ ｌｓｄ Ｔ ｅ ｅ ｃｉｎｌ ｔ Ｄ ） ｈ ｅ ｔ ｅ ｅａ ． ｏ ｏ ｌｍｓ ｎｅ ｐ ｒ ｏ ｏ ｐ ｉ ｍｅ ｔ ｅａ ａｙ ｅ ． ｈ ｔ ｔ ｍｉ（ Ｌ ｗｅ ｄ ｅ ｏ ｉ
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2.3 天文学上的应用
对陨石进行元素成分分析，可以对其进行归类，并推测其来源
2.3 天文学上的应用
月球从何而来？
2.3 天文学上的应用
星体碰撞？
2.3 天文学上的应用
• 阿波罗带回来的静海和风暴洋的玄武岩和地球的海洋拉斑玄武岩、 地球表面的玄武岩以及玄武质无球粒陨石进行对比 , 发现月岩具 有较高含量的Ti、Cr、Zr、Fe和较低的Na、Ni，其余痕量元素很 相似。鉴于月岩和地球岩石的化学元素丰度的相似性, 认为当从 原始太阳星云物质形成地球时所发生的基本化学元素分馏过程与 形成月球时所发生的分馏过程相似, 这表明地球 、月球同属太阳 星云凝聚的产物，两者之间现存一些差别是由于构成月球和地球 的星云物质的起源岩石的组成不同所造成的。也有人认为这些差 别是由于构成月球和地球的物质距“原太阳 ”的距离不同, 导致 了太阳星云内化学元素分馏过程的差异使得地球与月球的成分产 生了差别 。月岩和无球粒陨石的结果也很相似 , 因此这两者之间 的关系是亲缘关系。容易地鉴定，但是对于其产地和品种就 没那么简单了。
4. 人体中的元素鉴定
头发可以反映人体中金属元素的含量，故可以通过头发样品对人体金属中 毒及缺乏情况进行评估，进而对治疗金属中毒或缺乏提供参考。
4. 人体中的元素鉴定
• 应用中子活化分析法测定了地方性砷中毒病区病人头发中 23 种 微量元素的质量分数, 并与北京健康人发中微量元素的质量分数 进行了比较。结果表明: As, Fe, Re, Ba,Br, Sb 在重病患者发中的质 量分数最高, 轻病患者次之,正常人最低; 而 Se, Ca 在健康人发中的 质量分数最高。并且头发中 As质量分数越高, 病人病情越严重。 Fe,Re 和 Ba 等微量元素可能加重砷的中毒, 而 Se,Ca 和 Co 可能拮 抗砷的毒性。
中子活化分析的应用情况
王家豪 PB15061384
1.材料元素分析中的应用
• 水泥的品质受其各种元素的 相对含量的影响很大。
2.地质样品的元素分析
• 玉石原石 • 煤质分析 • 天文学上的应用
2.1 玉石原石的分析
对于玉石原石，怎么鉴定其属于什么品种呢？
2.1 玉石原石的分析
是这样用手电照一照？
中子活化法研究砷中毒病区人发中微量元素的分布 杨瑞瑛, 张智勇, 朱旭萍 Journal of Nuclear and Radiochemistry Nov. 2003
THANKS FOR LISTENING
2.1玉石原石的分析
还是像这样切下一 小块？
2.1玉石原石的分析
参考：Study on trace element geochemistry of Dushan jade from Nanyang area of Henan Provice by NAA JIA Xiuqin HAN Song WANG Changsui
2.2 煤质分析
煤炭可粗分为无烟煤 、烟煤和褐煤三大类 无烟煤中有害元素 As、Cr的含量分别是烟煤 、褐煤的3倍左右 。因此西南三省部分燃 煤中As是主要的固态有害元素 利用灵敏度高 、准确性好 、多元素 、无损害 的中子活化分析方法 ，可以对不同原煤 中某些常量 、 微量以及有害元素的含量进行高精度的检测 。