天然绿色钻石是经过多年暴露于自然辐射下形成的。然而，当暴露在a射线下只会引起表面的绿色色调，而β辐射或者伽马辐射可以更深入地进入钻石内部，给予宝石更全面的颜色。
1904年，威廉•库克斯（William Crookes）首次采用实验室条件作为改变钻石颜色的方法。当时，他成功地将钻石变成深绿色。但是，这样钻石变得具有很强的辐射，因此无法佩戴。当前的辐射方法很安全，可以生产绿色、蓝色或黑色的彩色钻石。但是通过提高钻石碳原子的活跃性——一种退火过程——经辐射的钻石可以变成黄色、橙色、褐色或者粉色。这四种通过辐射改变钻石颜色的方法目前都有使用。
在退火过程之前，辐照钻石会在它们吸收光谱的红色区域展示一条漂亮的线，这是这种处理方法的主要指标之一
回旋加速法：通过回旋加速来轰击钻石的质子和氘核。回旋加速处理的钻石会呈现表面的蓝绿色或绿色，并且退火至800°C来使它们变成黄色或橙色。这种方法已经变得越来越少见。
伽马射线：这是最便宜且最安全的钻石辐射方法。但是这种方法要花费数个月的时间。伽玛射线通过暴露在钴60射线下撞击金刚石产生一种渗透到整颗宝石的蓝色到蓝绿色颜色。通过辐射产生的蓝色钻石不像它们的天然伙伴那样是电力半导体。
中子撞击：这种方法利用核反应堆将整颗宝石变成绿色或黑色，会散发出强烈的白光。经过中子撞击处理的钻石必须退火至500-900°C。
电子撞击：范德格拉夫（Van de Graaff）利用电子撞击钻石，将颜色变成绿色、蓝绿色或蓝色。但是，通过这种方式产生的辐射钻石的颜色只会呈现1毫米的深度。电子撞击钻石必须退火至500-1200°C。退火将中子和电子撞击钻石变成黄色、橙色、褐色或粉色。
在退火过程之前，辐照钻石会在它们吸收光谱的红色区域展示一条漂亮的线，这是这种处理方法的主要指标之一。退火通常会抹去这条线，但是会产生新的线。
提供分析的样品，无论是地质样品或是环境样品，都是多成分的复杂样品，构成γ射线能量谱峰相互干扰。样品辐照后要进行放射化学分离处理，消除干扰，提高中子活化分析的灵敏度和精确度，因此叫放射化学中子活化分析。其特点是分析灵敏度高。
高能量分辨率半导体探测器出现之后，许多γ射线能量峰可以分开。开始出现了（纯）仪器中子活化分析；辐照后，不经过放射化学处理，直接进行γ射线能谱测量。根据特征能量峰计算含量。
中子活化分析，一般应做以下几项工作。
（一）准备工作
主要是根据待测元素，查阅有关资料，考虑在何种能量中子照射下，产生核反应类型，测量哪几个γ射线能量峰，以及可能产生的干扰峰。预计放置冷却时间等。
（二）样品和标准样品的制备
1.固体样品
野外采回的土壤样品和岩石（或矿物）样品，经自然风干、粉碎、研磨、过筛（100～200目），混合均匀，干燥保存。称样50 mg到1g，用高纯铝箔包好（作好编号）。
根据待测元素的种类及核反应特征，制备标准样品。一般使用光谱纯或分析纯的待测元素的金属或化合物，根据（估计）待测元素含量范围，称取一定量的化学物质，经溶解、稀释、混合，配制成标准溶液。取一定量（如40μL）标准溶液滴在六层叠合的直径6～10 mm的滤纸上，放在干燥器中，自然干燥后，与样品相一致的用高纯铝箔包好。
固体岩石标准样品，一般选用基体相同岩石作成标准样品，以利于消除基体的影响。在我国通常使用美国地质调查局的USGSPCC-1（橄榄岩）、BCR-1（玄武岩）、AGV-1（安山岩）、G-2（花岗岩）以及中国地质标准岩石样GSR3（玄武岩）和GSR1（花岗岩）等。
2.水样品
水是环境中物质循环的纽带，深受自然因素和人为因素的影响。
需要注意的是水中元素含量极微，在取水样的容器中贮存期间其中金属离子在不同pH值下被玻璃或聚乙烯容器吸附，引起浓度降低。一般认为pH=1.5时，水在聚乙烯瓶中贮存一个月无明显影响。
由于水中许多元素浓度极低，因此经过预浓集，提高分析灵敏度。一般采用离子交换、溶剂萃取、电沉积、低温蒸发、活性炭吸附、共沉淀和冷冻干燥等方法。常用的是冷冻干燥、低温蒸发（取100mL水在60～70℃下浓缩至1mL）和活性炭吸附法（取200mL水，调节pH=6.5，用30mg活性炭，搅拌15min后过滤）。
样品包装与标准样制备与前述相同。
3.大气气溶胶样品
采集气溶胶样品的方法，主要有自然重力沉降等八种。常用的方法是滤膜和撞击式采样器。
1）配有抽气系统的过滤膜。有机膜或核孔滤膜（Nuclepore）对小粒径颗粒有很高的收集效率。Whatman 41滤纸对亚微米颗粒收集效率达85%～90%。Zefluor滤膜在32 L/min流量条件下，对0.3μm颗粒收集效率达99%。聚苯乙烯纤维膜（Micro-sorban）和玻璃纤维膜（Glass-fibre）适于大流量采样。
2）撞击式采样。主要是干撞击，适用于采集不同粒径的气溶胶颗粒。
4.标准参考物质样品
标准参考物质是材质均匀，性能稳定，化学或物理性质已经准确测定，主要用作物质组成成分或特性测量的标准参考值，或用于评价测量方法，或用于校准仪器。
我国1991年由国家技术监督局审批发布的一级标准物质，包括：地质、冶金、环境、核材料、物理学和物理化学等领域共529种。二级标准物质264种。
美国1991年国家标准技术研究院颁布的标准参考物质1160种。
中子活化分析主要选用国家标准物质或国际标准物质。如果对待测元素的准确度要求不是很高，也可以用标准试剂进行准确物质配制。
（三）反应堆照射与冷却
制备好的样品与标准样品，装于同一容器送入反应堆进行照射。反应堆的类型各有不同（重水堆、轻水堆、游泳池型堆等）。中国原子能研究院的重水反应堆中子注量率约为6×1013n·cm-2·s-1。根据待测核素半衰期长短选择照射时间，一般为10～15 h。从反应堆取出照射后的样品和标准样品，根据要求放置一段时间（叫冷却时间），使大量短寿核素进行衰变，可以减小剂量。同时依据待测核素半衰期及干扰情况，确定冷却时间。表11-1-3为土壤样品中待分析的元素和冷却时间的参考值。
表11-1-3 样品的照射、冷却时间及测定元素
（四）γ射线能谱测量
地质样品和环境样品成分十分复杂，反应堆照射后，生成多种核素。必须使用高能量分辨率的半导体探测器的多道γ能谱仪进行测量。
图11-1-2为反应堆照射后，冷却5 d，测得的含金黄铁矿样品部分γ能谱图。清晰可见，198Au的γ射线能量峰412keV（见表11-1-1）。
用仪器中子活化分析测定基性岩、中性岩、酸性岩或碱性岩中轻稀土元素，其相对标准误差在±（2%～5%）；重稀土元素为±（5%～7%）。对于超镁铁质岩石，由于其中稀土元素（REE）含量很低（＜1μg），而大量Fe、Cr、Ni、Co和Sc存在，构成严重干扰，往往采用放射化学组分分离后测量效果较好。
中子照射引起核反应及核衰变过程中，伴生的特征X射线，有三组：①母元素俘获中子后产生内转换，使母元素发射特征X射线；②轨道电子俘获使子元素产生特征X射线；③β衰变之后的内转换，使子元素产生特征X射线。因此，特征X射线测量是仪器中子活化分析的重要组成部分。特别是重叠峰γ射线干扰严重情况下，更显有用。例如，铌（Nb）仅有一个稳定同位素93Nb（100%），热中子照射后产生两个同质异能素：94Nbm
图11-1-2 含金黄铁矿样品γ射线谱
（T1/2 =6.6 min）和94 Nb（2×104 a），后者γ射线871 keV峰值很小，如图11-1-3所示，铌、锆（Zr）常在一起，但含量1μg铌的X射线特征峰（16.614 keV）非常显著，锆不产生X射线，非常有利于测量Nb的含量。
图11-1-3 Nb+2γ的γ和X射线（1μgNb*10mg Zr）
原子反应堆Wikipedia，自由的百科全书
核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。
[编辑]核反应堆的类型
根据用途，核反应堆可以分为以下几种类型：
将中子束用于实验或利用中子束的核反应，包括研究堆、材料实验等。
生产放射性同位素的核反应堆。
生产核裂变物质的核反应堆，称为生产堆。
提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆，比如多目的堆。
为发电而发生热量的核反应，称为发电堆。
用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆，称为推进堆。
另外，核反应堆根据燃料类型分为天然气铀堆、浓缩铀堆、钍堆；根据中子能量分为快中子堆和热中子堆；根据冷却剂(载热剂)材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆；根据慢化剂(减速剂)分为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆；根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆；根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆；根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆，等等。核反应堆概念上可有900多种设计，但现实上非常有限。
[编辑]核反应堆的工作原理
核反应堆是核电站的心脏，它的工作原理是这样的：
原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀—235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀—235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核＋热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。
还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。
[编辑]核反应堆的用途
核裂变时既释放出大量能量、又释放出大量中子。核反应堆有许多用途，但归结起来，-是利用裂变核能，二是利用裂变中子。
核能主要用于发电，但它在其它方面也有广泛的应用。例如核能供热、核动力等。
核能供热是廿世纪八十年代才发展起来的一项新技术，这是一种经济、安全、清洁的热源，因而在世界上受到广泛重视。在能源结构上，用于低温(如供暖等)的热源，占总热耗量的一半左右，这部分热多由直接燃煤取得，因而给环境造成严重污染。在我国能源结构中，近70%的能量是以热能形式消耗的，而其中约60%是120℃以下的低温热能，所以发展核反应堆低温供热，对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染等方面都有十分重要的意义。核供热是一种前途远大的核能利用方式。核供热不仅可用于居民冬季采暖，也可用于工业供热。特别是高温气冷堆可以提供高温热源，能用于煤的气化、炼铁等耗热巨大的行业。核能既然可以用来供热、也一定可以用来制冷。清华大学在五兆瓦的低温供热堆上已经进行过成功的试验。核供热的另一个潜在的大用途是海水淡化。在各种海水淡化方案中，采用核供热是经济性最好的一种。在中东、北非地区，由于缺乏淡水，海水淡化的需求是很大的。
核能又是一种具有独特优越性的动力。因为它不需要空气助燃，可作为地下、水中和太空缺乏空气环境下的特殊动力；又由于它少耗料、高能量，是一种一次装料后可以长时间供能的特殊动力。例如，它可作为火箭、宇宙飞船、人造卫星、潜艇、航空母舰等的特殊动力。将来核动力可能会用于星际航行。现在人类进行的太空探索，还局限于太阳系，故飞行器所需能量不大，用太阳能电池就可以了。如要到太阳系外其他星系探索，核动力恐怕是唯一的选择。美、俄等国-直在从事核动力卫星的研究开发，旨在把发电能力达上百千瓦的发电设备装在卫星上。由于有了大功率电源，卫星在通讯、军事等方面的威力将大大增强。1997年10月15日美国宇航局发射的“卡西尼”号核动力空间探测飞船，它要飞往土星，历时7年，行程长达35亿公里漫长的旅途。
核动力推进，目前主要用于核潜艇、核航空母舰和核破冰船。由于核能的能量密度大、只需要少量核燃料就能运行很长时间，这在军事上有很大优越性。尤其是核裂变能的产生不需要氧气，故核潜艇可在水下长时间航行。正因为核动力推进有如此大的优越性，故几十年来全世界己制造的用于舰船推进的核反应堆数目已达数百座、超过了核电站中的反应堆数目(当然其功率远小于核电站反应堆)。现在核航空母舰、核驱逐舰、核巡洋舰与核潜艇一起，已形成了一支强大的海上核力量。
核反应堆的第二大用途就是利用链式裂变反应中放出的大量中子。这方面的用途是非常多的，我们这里仅举少量几个例子。我们知道，许多稳定的元素的原子核如果再吸收一个中子就会变成一种放射性同位素。因此反应堆可用来大量生产各种放射性同位素。放射性同位素在工业、农业、医学上的广泛用途现在几乎是尽人皆知的了。还有，现在工业、医学和科研中经常需用一种带有极微小孔洞的薄膜，用来过滤、去除溶液中的极细小的杂质或细菌之类。在反应堆中用中子轰击薄膜材料可以生成极微小的孔洞，达到上述技术要求。利用反应堆中的中子还可以生产优质半导体材料。我们知道在单晶硅中必须掺入少量其他材料，才能变成半导体，例如掺入磷元素。一般是采用扩散方法，在炉子里让磷蒸汽通过硅片表面渗进去。但这样做效果不是太理想，硅中磷的浓度不均匀，表面浓度高里面浓变低。现在可采用中子掺杂技术。把单晶硅放在反应堆里受中子辐照，硅俘获一个中子后，经衰变后就变成了磷。由于中子不带电、很容易进入硅片的内部，故这种办法生产的硅半导体性质优良。利用反应堆产生的中子可以治疗癌症。因为许多癌组织对于硼元素有较多的吸收，而且硼又有很强的吸收中子能力。硼被癌组织吸收后，经中子照射，硼会变成锂并放出α射线。α射线可以有效杀死癌细胞，治疗效果要比从外部用γ射线照射好得多。反应堆里的中子还可用于中子照相或者说中子成像。中子易于被轻物质散射，故中子照相用于检查轻物质(例如炸药、毒品等)特别有效，如果用χ光或超声成像则检查不出来。
总之，由于反应堆是一个巨大的中子源，因此是进行基础科学和应用科学研究的一种有效工具。目前其应用领域日益扩大，而且其应用潜力也很大，有待人们的进一步开发。
http://wiki.keyin.cn/index.php/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%A0%86"
一提起核反应堆，人们也许会联想到原子d和切乐诺贝利核电站事故。其实与其他事物一样，人决定性因素，人们既可以把核反应堆完全用于和平事业，又可以完全避免切尔诺贝利电站事故。
核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。
根据用途，核反应堆可以分为以下几种类型①将中子束用于实验或利用中子束的核反应，包括研究堆、材料实验等。②生产放射性同位素的核反应堆。③生产核裂变物质的核反应堆，称为生产堆。④提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆，比如多目的堆。⑤为发电而发生热量的核反应，称为发电堆。⑥用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆，称为推进堆。
另外，核反应堆根据燃料类型分为天然气铀堆、浓缩铀堆、钍堆；根据中子能量分为快中子堆和热中子堆；根据冷却剂（载热剂）材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆；根据慢化剂（减速剂）分为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆；根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆；根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆；根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆，等等。核反应堆概念上可有900多种设计，但现实上非常有限。
世界上水最宝贵的。人离不开水，核反应堆也是如此。水是使核反应堆中产生的中子减速的最好材料之一。
用重水即氧化氘（D2O）作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆，或简称为重水堆现在的反应堆几乎都利用热中子，因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话，便失去了意义。所以，重水是非常优异的慢化剂，它与石墨并列是最常用的慢化剂。
用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆，包括沸腾水堆和加压水堆轻水也就是一般的水，广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比，轻水有廉价的长处，此外其减速效率也很高沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机，从而防止了热效率的低下，加压水堆则用高压抑制沸腾，对轻水一般加100至160个大气压，从而热交换器把一次冷却系（取出堆芯产生的热）和二次冷却系（发生送往蜗轮机的蒸汽）完全隔离开来。
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