中子活化分析(NAA)是一种很有前途的技术，最近在医学领域得到了应用。它对地质科学也很重要。该方法已被用于研究世界各地的地质构造、温泉、宝石和考古物品。

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什么是中子活化分析中子活化分析是一种尖端分析技术，可识别元素并确定其在众多不同应用中的浓度。

凭借准确、快速的伽马能谱技术和先进的数据分析和自动化，中子活化分析在研究和工业环境等领域广受欢迎。

随着大功率中子源、准确快速的中子探测器和先进的电子连接技术的发展，该分析技术现已进入成熟阶段。这导致中子活化分析具有极低的最低检测限。

该过程涉及用中子辐照样品，这会导致样品粒子中的同位素发射伽马射线。这些伽马射线可以被检测和计数，以指示目标元素的存在和浓度。

样品经过辐照后的伽马光谱分析用于确定样品中的元素组成和任何杂质。

在非破坏性中子活化分析中，辐照往往发生在反应堆中，或来自中子源。然后分析暴露的样品，在辐照和伽马光谱分析之间不需要化学处理。

非破坏性中子活化分析有两个子类别：快速伽马中子活化分析 (PGNAA) 和延迟伽马中子活化分析 (DGNAA)。

PGNAA 方法使用仪器在样品仍在被照射时对伽马射线进行计数。中子与目标原子核相互作用，目标原子核被激发并衰变为低能态，从而产生伽马辐射。

反应需要 10 到 15 秒，PGNAA 提供有关入射中子通量以及样品元素组成的信息。

DGNAA 技术涉及辐照样品，然后等到进行伽马光谱测定。在这种方法中，测量了次级放射性同位素的衰变伽马辐射。

在放射化学中子活化分析中，辐照后的化学处理根据它们的溶解度或其他特性分离样品中的不同元素。然后，单独测量单独的构成材料。

地质学家如何在他们的研究中使用中子活化分析?最近发表在《中子活化分析的先进技术和应用》杂志上的一篇论文详细介绍了中子活化分析的许多其他实例，为地质研究提供了有价值的数据，其应用范围广泛，包括核能和农业、建筑和考古学。

不同类型的中子活化分析都用于地质研究，以帮助科学家发现和量化地质构造中的微量元素，如铀和稀有矿石。

PGNAA 和 DGNAA 等无损中子活化分析技术用于磷酸盐岩及其周围地质中的铀含量测量。

地质学家在岩石样本中使用稀土和其他微量元素分析来了解不同岩层的化学性质。中子活化分析数据是证据基础的一部分，表明恐龙在大型陨石着陆影响整个地球的天气状况后不久就灭绝了。

精确测量磷酸盐岩的元素组成是开发地球化学模型的重要一步，该模型显示了数百万年来岩石是如何形成的。

延迟中子活化分析 (DNAA) 已被用于帮助了解来自埃及的 Toshki 土壤和阿斯旺铁矿石以及来自红海沿岸的磷酸盐的环境样品中铀的浓度。研究表明，磷酸盐岩往往富含铀的天然来源。

非接触式中子活化分析已被用于确定尼日利亚贝努埃地区三种主要元素(铀、铊和钾)的浓度水平。尽管钾含量没有增加，但科学家们在这里观察到比其他地区更多的铊。

在核能生产中，地质学家使用中子活化分析来确定退役核电站混凝土中的放射性水平。放射性混凝土对健康和环境构成重大风险，正确收集、处置和监测至关重要。中子活化分析技术的高精度使其非常适合这项重要任务。

它们能够对岩石样品进行重要的微量元素分析。在一个例子中，地质学家使用中子活化分析方法来寻找含有微量屏蔽材料的粗骨料，使其非常适合混凝土应用。

科学家们利用中子活化分析研究的结果来开发自密实混凝土。通过分析来自印度卡纳塔克邦周围 11 个不同地层的岩石样本，地质学家能够确定哪些岩石类型最适合自密实混凝土应用。他们发现白云岩是最合适的选择，而不推荐德干圈闭和红土岩。