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微型堆中子活化分析测定地质样品中的稀土元素
微型堆中子活化分析测定地质样品中的稀土元素
摘要：
微型堆中子活化分析是一种使用中子激发样品放射性活化并测量活化产物的方法，是研究地质样品中稀土元素含量的常用技术。本文将介绍微型堆中子活化分析的原理和步骤，并详细讨论了在测定地质样品中稀土元素时所需注意的几个关键问题，最后以一种地质样品的分析结果为例，展示了微型堆中子活化分析测定地质样品中稀土元素的应用。
关键词：微型堆；中子活化分析；稀土元素；地质样品
一、引言
稀土元素在地质过程中具有重要的地质学意义，因此研究地质样品中稀土元素的含量是深入理解地球内部物质组成和演化过程的关键。中子活化分析是一种准确分析地质样品中稀土元素含量的有效方法，其原理是通过将地质样品置于中子源中进行激发，激发后的样品中稀土元素会产生放射性活化，通过测量活化产物的衰变来间接测定样品中稀土元素的含量。
二、微型堆中子活化分析的原理
微型堆是一种小型核反应堆，可以产生高通量的中子源。中子源产生的中子与地质样品发生核反应，激发样品中的稀土元素到高能级，产生放射性活化。稀土元素的活化产物可以通过测量其放射性衰变来间接测定样品中的稀土元素含量。
三、微型堆中子活化分析的步骤
1.准备样品：将地质样品制备成适当的尺寸和形状，充分去除可能存在的杂质。
2.实验装置：将样品放置在微型堆的样品槽中，以便接收中子源发出的中子。
3.中子激发：开启微型堆，产生高通量的中子源，中子与样品发生核反应，激发样品中的稀土元素。
4.活化产物测量：将激发后的样品置于放射性测量仪中，测量活化产物的放射性衰变。
5.数据分析：根据活化产物的放射性衰变情况，计算出样品中稀土元素的含量。
四、测定地质样品中稀土元素的关键问题
1.样品制备：地质样品通常存在复杂的成分和颗粒大小差异，样品制备时需要充分研磨和混合样品，以保证测定结果的准确性。
2.激发条件选择：不同的稀土元素对中子的吸收截面和激发截面有所不同，选择合适的中子源和激发条件是确保测定结果准确的重要因素。
3.活化产物的选择：稀土元素由多个同位素组成，不同同位素的活化产物具有不同的放射性衰变特性，需要选择适当的活化产物进行测量分析。
4.数据处理：测量到的放射性衰变数据需要通过一系列的计算和校正，才能得出准确的稀土元素含量。
五、案例分析
将一块地质样品放置在微型堆中激发，根据测量得到的活化产物的放射性衰变数据，可以计算出样品中稀土元素的含量。例如，测量发现该地质样品中某个活化产物的衰变时间为5天，通过与标准样品的比较，可以计算出该地质样品中该稀土元素的含量为10ppm。
六、结论
微型堆中子活化分析是测定地质样品中稀土元素含量的重要方法。通过对样品的制备、激发条件选择、活化产物的选择和数据处理等关键问题的合理控制，可以得到准确的稀土元素含量数据，为地质研究提供重要的参考。
参考文献：
1.赵XX，李XX.中子活化分析原理与应用[M].科学出版社，2008.
2.张XX，刘XX.微型堆中子活化分析技术[M].北京大学出版社，2010.