«ГАММА-АБСОРБЦИОННЫЙ АНАЛИЗ»

метод элементного анализа, основанный на измерении степени ослабления потока излучения при прохождении его через исследуемый образец. Для узкого моноэнеогетич. пучка излучения справедливо соотношение:, где 0 и N- потоки квантов соотв. до и после прохождения через слой в-ва, -массовый коэф. ослабления,= = -плотность в-ва, С, - концентрация i-того элемента, d- массовая поверхностная плотность в мг/см ² или г/см ².

К осн. процессам, происходящим при взаимод.излучения с в-вом, относятся: 1) фотоэффект - передача энергии фотона Есвязанному электрону атома; преобладает в области E, ненамного больших, чем энергии связи электронов; сечение (вероятность) фотоэффекта ~ Z⁵/ME^3,5, где Z-ат. номер элемента, М - его ат. масса; 2) эффект Комптона - рассеяние фотонов своб. электронами; играет роль при Е>0,511 МэВ; сечение комптоновского рассеяния ~ Z ln E/ME и слабо меняется в зависимости от Z (исключение-тяжелые элементы); 3) образование электронно-позитронных пар, к-рое возможно при Е >1,022 МэВ; сечение этого процесса ~ Z² In E.

Наиб. избирательность Г.-а. а. наблюдается, когда ослабление излучения определяется фотоэффектом. Энергию источника подбирают так, чтобы ослабление излучения в анализируемом в-ве определялось концентрацией С _i исследуемого элемента с ат. номером Z_i. Фотоэффект преобладает при энергиях фотонов не выше ~ 0,2 МэВ (для легких и средних элементов) или ~ 0,5 МэВ (для тяжелых элементов). Ниж. граница энергии фотонов объясняется слабой проникающей способностью фотонов малых энергий и составляет ок. 20-50 КэВ.

При определении к.-л. элемента в в-ве в присут. др. элементов с близкими Z для повышения избирательности применяют т. наз. абсорбциометрию по К- или L-краю поглощения. В этом случае используют источники излучения с энергией фотонов неск. большей, чем энергии связей К- или L-электронов атомов определяемого элемента. Анализ многокомпонентных сред осуществляют с помощью двух и более источников с разл. энергиями фотонов.

Массовая поверхностная плотность анализируемого в-ва выбирается из условия = 1-2. В этом случае стати-стич. и аппаратурная составляющие погрешности приблизительно равны и необходима миним. активность источника.

Для регистрации излучения используют сцинтилляционные (на основе Nal, Csl) или полупроводниковые (на основе Ge, Si, CdTe₂) детекторы, счетчики Гейгера-Мюллера и др. Нуклиды, используемые в кач-ве источников квантов, должны давать моноэнергетич. излучение с энергией, обеспечивающей макс. сечение фотоэффекта для определяемого элемента, иметь длительный период полураспада и высокий выход квантов. наиб. часто применяют ²⁴¹ Аm, ¹⁷⁰ Тm, ⁵⁷ Со, а также ⁹⁰Sr и ¹⁴⁷ Рr (для получения тормозного излучения).

Диапазон определяемых концентраций большинства элементов (с Z 13)-n*10^-1-п*10% по массе. Время, необходимое для проведения определений, составляет неск. минут. Погрешность анализа 1-5%.

Г.-а. а. применяют для экспрессного неразрушающего анализа разл. материалов.

Лит.: ШумиловскийН. Н., Мельтцер Л. В., Калмаков А. А., Радиоизотопные методы автоматического контроля состава сложных сред, М.-Л., 1964; Фролов В. В., Ядерно-физические методы контроля делящихся веществ, М., 1976. Э. М. Центер. В. Ф. Косицын.

(a.gamma-ray absorption analysis; н.Gamma-Absorptionsanalyse; ф.analyse par gamma-absorption; и.analisis por absorcion de rayos gamma) - метод анализа г. п., основанный на количеств. определении элементного состава вещества по поглощению рентгеновского и γ-излучения. Установлено сильное поглощение рентгеновских лучей элементами c большим атомным номером. Kоэфф. фотоэлектрич. поглощения рентгеновского и мягкого γ-излучения т зависит от атомного номера элемента Zτ-Zn, где n-3,5 для E_γ<100 кэB. Для характеристики поглощения γ-излучения сложным по составу веществом используется эффективный ат. н. Zэфф, позволяющий учесть поглощение излучения отд. элементами в зависимости от их весового содержания. B качестве источников излучения используют радиоактивные изотопы, напр. ²⁴¹Am (E_γ = 60 кэB, период полураспада T1/2 = 460 лет), к-рые дают стабильные во времени потоки γ-квантов. При Г.-a. a. проба для улучшения поглощения излучения устанавливается между источником и детектором излучения. При благоприятных условиях постоянства состава сопутствующих элементов содержание элемента c большим атомным номером в среде породообразующих элементов c малым Zэфф можно определить c относит. ошибкой в 1%.

Г.-a. a. позволяет определять содержание Fe, W, Hg, Pb в рудах и продуктах их переработки, не только в сухих пробах и растворах, но также в пульпах. Г.-a. a. позволяет контролировать содержание элементов в пром. продуктах и концентратах, где определяемые элементы присутствуют в достаточно больших кол-вах. Благодаря большой разнице в атомных номерах углерода и породообразующих элементов Г.-a. a. используют для контроля зольности углей, определения серы в нефтях и газах; метод может быть применён для контроля элементов в потоке. Предел обнаружения для элементов c большим Z достигает 0,05%. Использование излучения c энергиями, расположенными по разные стороны скачка поглощения, позволяет улучшить селективность метода и определять элементы c ат. н. Z>30 в присутствии др. тяжёлых элементов.Литература: Применение ядерных излучений для анализа вещества, Tаш., 1970.Л. Л. Cтарчик.