Monika Hendrich                                                                                                                              14.12.2005

Ćw. 6 „Oznaczanie zawartości manganu w stali na drodze analizy aktywacyjnej”.

Promieniowanie neutronowe jest strumieniem neutronów powstających w wyniku procesu rozszczepienia jąder atomowych ciężkich pierwiastków, np. uranu i pierwiastków transuranowych. Ładunek neutronu równy jest zero, a masa wynosi g.

Są to strumienie cząstek obojętnych o dużej przenikliwości, które pochodzą przede wszystkim z reaktorów. Osłonę przed takim promieniowaniem stanowi woda, parafina, gruba warstwa ołowiu lub ciężkiego betonu.

Laboratoryjnym źródłem neutronów jest reakcja przeprowadzona po raz pierwszy przez Chadwicka:             

Polega ona bombardowaniu cząstkami α, pochodzącymi z polonu, tarcz berylowych. Obok mieszaniny Be-Po, jako źródło neutronów stosuje się najczęściej mieszaniny Ra-Be i Pu-Be.

Powyższa reakcja jest reakcją (α,n) i schematycznie można ją zapisać:

W reakcjach pomiędzy neutronami a jądrami powstają cząstki α, protony, kwanty γ i pary neutronów w reakcji (n,2n).

Neutrony są cząstkami nietrwałymi. Ulegają rozpadowi według schematu:

Okres półtrwania neutronów wynosi 11-12 minut.

W zależności od energii neutrony dzielimy na:

- termiczne (0-0,1 eV)

- powolne (0,1-100 eV)

- średnie (0,1-100 keV)

- prędkie ( > 100 keV)

Reakcje powodowane przez neutrony:

a) neutron - α

b) neutron - proton

c) neutron - dwa neutrony

d) neutron - γ

Oddziaływanie neutronów z materią prowadzi do:

- rozproszenia sprężystego (bombardowane jądro i cząstka emitowana pozostają w wyniku zderzenia takie same jak przed reakcją, zmienia się tylko ich położenie, proces podlega prawu zachowania pędu i  nie powoduje zmiany ilości energii kinetycznej  w układzie- zatem ciepło tej reakcji jest równe zeru)

- wychwytu radiacyjnego (reakcja jądrowa (n,γ) - nadmiar energii zostaje wydzielony w postaci promieniowania γ; jądro-produkt jest promieniotwórcze; reakcja (n,γ) jest źródłem otrzymywania sztucznych izotopów promieniotwórczych; wykorzystywana w analizie aktywacyjnej, w której poszczególne pierwiastki wykrywane są przez wytwarzanie ich sztucznych izotopów promieniotwórczych, które najłatwiej tworzą się pod wpływem oddziaływania neutronów)

Analiza aktywacyjna:             

- jakościowa (pozwala ustalić skład złożonego związku chemicznego, mieszaniny i stopów dwuskładnikowych; można oznaczyć różne domieszki w metalach i związkach chemicznych; polega na pomiarze spadku aktywności próbki w miarę upływu czasu i oznaczeniu okresu połowicznego zaniku)

- ilościowa (można oznaczyć jeden lub kilka pierwiastków znajdujących się w mieszaninie, bez potrzeby rozdzielania tej mieszaniny metodami chemicznymi).