Гамма-абсорбционный анализ

ГАММА-АБСОРБЦИОННЫЙ АНАЛИЗ, метод элементного анализа, основанный на измерении степени ослабления потокаизлучения при прохождении его через исследуемый образец. Для узкого моноэнеогетич. пучкаизлучения справедливо соотношение: , где N₀ и N- потокиквантов соотв. до и после прохождения через слой в-ва,-массовый коэф. ослабления,= = -плотность в-ва, С, - концентрация i-того элемента, d-массовая поверхностная плотность в мг/см² или г/см².

К осн. процессам, происходящим при взаимод.излучения с в-вом, относятся: 1) фотоэффект - передача энергии фотона Е связанному электрону атома; преобладает в области E, ненамного больших, чем энергии связи электронов; сечение (вероятность) фотоэффекта~ Z⁵/ME^3,5, где Z-ат. номер элемента, М - его ат. масса; 2) эффект Комптона - рассеяние фотонов своб. электронами; играет роль при Е>0,511 МэВ; сечение комптоновского рассеяния ~ Z ln E/ME и слабо меняется в зависимости от Z (исключение-тяжелые элементы); 3) образование электронно-позитронных пар, к-рое возможно при Е > 1,022 МэВ; сечение этого процесса~ Z² In E.

Наиб. избирательность гамма-абсорбционного анализа наблюдается, когда ослаблениеизлучения определяется фотоэффектом. Энергию источника подбирают так, чтобы ослаблениеизлучения в анализируемом в-ве определялось концентрацией С_i исследуемого элемента с ат. номером Z_i. Фотоэффект преобладает при энергиях фотонов не выше ~ 0,2 МэВ (для легких и средних элементов) или ~ 0,5 МэВ (для тяжелых элементов). Ниж. граница энергии фотонов объясняется слабой проникающей способностью фотонов малых энергий и составляет ок. 20-50 КэВ.

При определении к.-л. элемента в в-ве в присут. др. элементов с близкими Z для повышения избирательности применяют т. наз. абсорбциометрию по К- или L-краю поглощения. В этом случае используют источникиизлучения с энергией фотонов неск. большей, чем энергии связей К-или L-электронов атомов определяемого элемента. Анализ многокомпонентных сред осуществляют с помощью двух и более источников с разл. энергиями фотонов.

Массовая поверхностная плотность анализируемого в-ва выбирается из условия = 1-2. В этом случае стати-стич. и аппаратурная составляющие погрешности приблизительно равны и необходима миним. активность источника.

Для регистрацииизлучения используют сцинтилляционные (на основе Nal, Csl) или полупроводниковые (на основе Ge, Si, CdTe₂) детекторы, счетчики Гейгера-Мюллера и др. Нуклиды, используемые в кач-ве источников квантов, должны давать моноэнергетич. излучение с энергией, обеспечивающей макс. сечение фотоэффекта для определяемого элемента, иметь длительный период полураспада и высокий выходквантов. наиб. часто применяют ²⁴¹Аm, ¹⁷⁰Тm, ⁵⁷Со, а также ⁹⁰Sr и ¹⁴⁷Рr (для получения тормозного излучения).

Диапазон определяемых концентраций большинства элементов (с Z 13)-n*10^-1-п*10% по массе. Время, необходимое для проведения определений, составляет неск. минут. Погрешность анализа 1-5%.

Гамма-абсорбционный анализ применяют для экспрессного неразрушающего анализа разл. материалов.

===
Исп. литература для статьи «ГАММА-АБСОРБЦИОННЫЙ»: ШумиловскийН. Н., Мельтцер Л. В., Калмаков А. А., Радиоизотопные методы автоматического контроля состава сложных сред, М.-Л., 1964; Фролов В. В., Ядерно-физические методы контроля делящихся веществ, М., 1976. Э.М. Центер. В.Ф. Косицын.

Страница «ГАММА-АБСОРБЦИОННЫЙ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.