关于放射分析化学介绍

[拼音]：fangshe fenxi huaxue

[外文]：radioanalytical chemistry

通过测定放射性或核现象进行微量分析的一门学科，也称核分析化学。

简史

20世纪初，随着天然放射性的发现，就开始探索将天然放射性核素用于分析化学中，以简化 *** 作、提高分析的灵敏度。1912年G.C.de赫维西等人首次用放射性铅(210Pb)作指示剂测定铬酸铅的溶解度。1925年R.埃伦伯格以放射性铅(212Pb)作指示剂用沉淀法分析天然铅。1932年赫维西等人为了测定花岗岩中的微量铅，在分析样品之前，向样品溶液中加入已知比活度的放射性铅，用同位素稀释法进行铅的分析，得到满意的结果。所有这些都为放射性指示剂在分析化学中的应用提供了条件。随后在萃取、沉淀、吸附、滴定、蒸发等分析 *** 作中也得到广泛的应用。1934年F.约里奥－居里和I.约里奥－居里发现人工放射性，E.费密等人又提出在热中子作用下几乎所有元素都能感生放射性。1936年赫维西和H.莱维首次利用(n，γ)核反应，成功地分析了氧化钇中的镝和氧化钆中的铕等杂质，开辟了活化分析的新领域。随后，1938年G.T.西博格等人第一次进行了带电粒子活化分析。随着反应堆和各种加速的建立，多道谱仪的不断改进和微处理机的推广运用，活化分析得到飞跃的发展。50年代开始又逐步发展和完善了利用核现象的微量分析技术（即核分析技术）。其中有通过正电子与物质相互作用来研究物质微观结构的正电子湮没技术、原子核无反冲的γ射线共振吸收──穆斯堡尔效应──的应用，还有离子束背散射分析、核反应分析、沟道效应的应用和70年代发展起来的粒子激发 X射线荧光分析等。放射分析化学由于具有灵敏度高、取样量小、可以不破坏样品等优点而受到重视并得到迅速发展。

方法

放射分析化学中常用的方法分为两类：

（1）放射性同位素作指示剂的方法，如放射分析法、放射化学分析、同位素稀释法等；

（2）选择适当种类和能量的入射粒子轰击样品，探测样品中放出的各种特征辐射的性质和强度的方法，如活化分析、粒子激发 X射线荧光分析、穆斯堡尔谱、核磁共振谱、正电子湮没和同步辐射等。

用放射性核素、放射性标记化合物作指示剂，通过测定其放射性来确定待测非放射性样品含量的分析方法。用在容量分析中的放射分析法叫做放射性滴定。

利用适当的方法分离、纯化样品后，通过测定放射性来确定样品中所含放射性物质数量的技术。如通过测定天然放射性核素钾40（半衰期为1.28×109年，丰度为0.111％）的放射性而求钾含量的方法。

将已知比活度的、与待测物质相同的放射性同位素或标记化合物，与样品混合均匀，分离纯化其中一部分，测定其比活度。根据混合前后比活度的改变，即同位素稀释倍数来计算待测物的含量。（见同位素稀释法、亚化学计量分析）

利用核反应使待测样品中的稳定核素转变为放射性核素后，由核反应截面、粒子注量率、射线能量、半衰期和放射性活度来确定待测物的含量。可分为中子活化分析、带电粒子活化分析和光子活化分析。活化分析作为高灵敏度核分析技术，在生物样品分析和高纯材料中微量材料的分析，以及在环境科学、考古学和法医学等领域广泛应用。分析灵敏度为 10-8～10-11克。

当α 、β、γ或X射线作用于样品时，由于库仑散射，轨道电子吸收其部分动能，使原子处于激发状态。由激发态返回基态时发射特征 X射线，根据此特征X射线的能量和强度来分析元素的种类和含量。其灵敏度很高，用途很广。（见X射线荧光光谱分析法）

当具有一定能量的带负电荷的µ子(µ-)射入待测样品时，由于受原子核库仑引力的作用而被捕获形成µ子原子，也释放出一系列特征X射线即µ-X射线，由此可以分析样品的化学组分和状态。（见µ子X射线分析）

即无反冲条件下的核γ射线共振谱。由于分辨能力非常高，对核外电子状态的微小变化也能测定，因此可以得到化学位移、分子内的结合状态及分子间相互作用等核外电子的信息。已用于铁、锡、铕、铥、钽等的物理、化学状态的分析中。（见穆斯堡尔谱学）

正电子是电子的反粒子。此法利用正电子的湮没寿命来研究物质的微观结构，如金属缺陷和各种材料的相变，以及研究溶液中的自由电子和溶剂化电子等。

通过核磁共振光谱特性如化学迁移、耦合常数、多重性、吸收峰的宽度和强度以及温度效应，来测定样品的分子结构，特别是有机化合物的分子结构。

特点

放射分析化学与一般分析化学比较，有下列特点：基于测量放射性或特征辐射，分析灵敏度高（一般能达1ppm），准确度高，分析速度快，方法简便可靠，取样量小，有时还可以不破坏样品结构等。

各种分析方法都具有其特点和最适分析范围。同位素稀释法要有已知比活度的放射性标准，亚化学计量法就无此需要；中子活化分析一般对中重元素和部分轻元素分析较为适宜，能分析厚样品;带电粒子活化分析和背散射分析主要用于表面分析，其中带电粒子活化分析对轻元素分析特别适宜，背散射分析则对中重元素较灵敏，X射线荧光分析具有较好的分辨率和探测灵敏度。通常根据样品的条件和分析要求，选用合适的分析方法。没有一种分析方法是全面合适的，有时需要选用几种方法组合才能得到满意的效果。