2.6.1.1. Nguyên lý của phương pháp
Phương pháp phân tích kích hoạt notron dựa trên cơ sở bắn phá chùm nơtron vào mẫu phân tích. Quá trình tương tác của notron với trường hạt nhân của các nguyên tử có trong mẫu, các phản ứng (n,γ ), (n,p), (n,β),(n, α)…xảy ra tạo thành các đồng vị phóng xạ. Những đồng vị này phân rã với chu kỳ bán rã xác định và các bức xạ có năng lượng đặc trưng được ghi nhận bằng các loại detecto thích hợp.
Nguồn notron được sử dụng là lò phản ứng hạt nhân, nguồn nơtron đồng vị hoặc nguồn notron từ máy gia tốc.
Phương trình phản ứng hạt nhân tổng quát:
n A A* . Bức xạ tức thời . Bức xạ đặc trưng
B (đồng vị bền)
2.6.1.2. Cách tính toán
Dựa vào số liệu thực nghiệm và tính toán, các nhà vật lý đã đưa ra phương trình xác định hàm lượng nguyên tố bằng phương pháp tuyệt đối.
m(g) = A.M/6,023.1023.0σ .φ[-exp(-λt1).exp(-λt1)] l-exp(-λt1)γ Trong đó: λ là hằng số phân rã = 0,963/T1/2
R là tốc độ tạo thành đồng vị phóng xạ; R = N σ là tiết diện phản ứng hạt nhân [cm2]
φ là thông lượng notron [n/cm2.sec]
Θlà độ phổ biến của đồng vị bền trong tự nhiên N = (m/ M).6.023.1023.Θ
m(g) là khối lượng nguyên tố cần phân tích có trong mẫu M là nguyên tử lượng của nguyên tố đó
t1 là thời gian nguội
tc là thời gian đo hoạt độ phóng xạ của nguyên tố đó T1/2 là chu kỳ bán hủy của đồng vị phóng xạ cần xác định
Tuy nhiên, khi tính toán theo phương pháp tuyệt đối thường có nhiều nguyên nhân dẫn đến sai số như: độ phổ biến đồng vị, thông lượng notron, tiết diện phản ứng, chu kỳ bán rã…nên ít được dùng. Khi phân tích bằng phương pháp kích hoạt notron, ngươi ta thường dùng phương pháp so sánh. Cơ sở của phương pháp là mẫu chuẩn và mẫu phân tích được chiếu đồng thời trong cùng một điều kiện. Hàm lượng nguyên tố cần xác định được tính theo công thức:
Xp = Xc.Sp.Mc/Sc.Mp Trong đó:
- Xp, Xc là hàm lượng nguyên tố cần xác định có trong mẫu phân tích và mẫu chuẩn.
- Sp, Sc là hoạt độ phóng xạ của nguyên tố cần xác định có trong mẫu phân tích và mẫu chuẩn.
- Mp, Mc là khối lượng mẫu phân tích và mẫu chuẩn.