带电粒子活化分析英文解释翻译、带电粒子活化分析的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 charged particle activation analysis; CPAA
分词翻译:
带电粒子的英语翻译:
【化】 charged particle
【医】 particle charged
活化分析的英语翻译:
【化】 activation analysis
专业解析
带电粒子活化分析(Charged Particle Activation Analysis, CPAA)是一种利用带电粒子束(如质子、氘核、α粒子等)轰击样品,使样品中的稳定核素发生核反应生成放射性核素,再通过测量这些放射性核素的衰变特征(如半衰期、射线能量和强度)来定性、定量分析样品中元素成分的核分析技术。
术语构成解析(汉英对照)
- 带电粒子 (Charged Particle): 指带有正电荷或负电荷的微观粒子,如质子 (Proton, p)、氘核 (Deuteron, d)、α粒子 (Alpha particle, α, He²⁺)、重离子 (Heavy ions) 等。在CPAA中,这些粒子通常由加速器(如回旋加速器、静电加速器)产生并加速到一定能量。
- 活化 (Activation): 指通过核反应将原本稳定的原子核转变为放射性原子核的过程。在CPAA中,带电粒子与靶核发生核反应(如(p,n)、(d,n)、(α,n)等),生成不稳定的放射性核素。
- 分析 (Analysis): 指对活化后产生的放射性核素进行测量和数据处理,从而确定样品中待测元素的种类和含量。这通常涉及放射性测量技术(如γ能谱仪)和数据分析。
方法原理
带电粒子束轰击样品时,可能与样品原子核发生多种核反应。当反应产物是放射性核素时,该过程即为活化。生成的放射性核素会按照其特征半衰期衰变,并发射出特定能量的射线(如γ射线)。通过测量这些射线的能量,可以识别产生该射线的放射性核素(定性分析);通过测量射线的强度(计数率),结合已知的核反应截面、粒子束流强度、辐照时间、样品组成及几何条件等参数,可以计算出样品中相应稳定核素(即待测元素)的含量(定量分析)。
主要特点与应用
- 高灵敏度: 对某些轻元素(如B, C, N, O, F等)的分析灵敏度极高,检出限可达ng/g(ppb)甚至更低水平,优于许多其他分析方法。
- 元素特异性: 通过选择特定的核反应和测量特定的放射性核素/γ射线,可以实现对特定元素的选择性分析,抗基体干扰能力较强。
- 非破坏性/微损性: 样品在分析后通常可以回收(除非辐照损伤严重),或仅需微量样品。
- 应用领域: 广泛应用于材料科学(半导体材料杂质分析、表面改性层分析)、环境科学(大气颗粒物、水样痕量元素)、地质学(矿物微量元素)、生物医学(组织元素分布)以及考古学等领域,尤其适用于轻元素的高灵敏度痕量分析。
权威来源参考
- 国际原子能机构 (IAEA) - 核分析技术概述: IAEA提供了关于包括带电粒子活化分析在内的各种核分析技术的原理和应用信息。https://www.iaea.org/topics/nuclear-sciences-and-applications/nuclear-techniques (需访问其相关出版物和技术文档)
- 美国国家标准与技术研究院 (NIST) - 活化分析: NIST在核计量学领域具有权威地位,其网站提供活化分析的基础知识和技术细节。https://www.nist.gov/programs-projects/neutron-activation-analysis (包含活化分析通用原理,CPAA是其变种)
- 《核分析技术手册》(Handbook of Nuclear Analysis Techniques): 此类专业手册通常包含对CPAA的详细论述,涵盖理论、实验方法、应用实例和数据分析。例如,由主要学术出版社(如Elsevier, Springer)出版的核分析技术或活化分析专著。
网络扩展解释
带电粒子活化分析(Charged Particle Activation Analysis, CPAA)是一种利用带电粒子轰击样品,通过核反应生成放射性核素并进行元素分析的技术。以下是其详细解释:
1. 定义与基本原理
- 定义:CPAA通过加速器产生的高能带电粒子(如质子、氘核等)轰击样品,使目标元素发生核反应生成放射性核素,再通过测量其衰变特性(半衰期、射线能量和活度)来确定元素的种类和含量。
- 核反应条件:带电粒子需克服靶核的库仑势垒,能量需满足:
$$
E geq frac{Z_1 Z_2 e}{4pi epsilon_0 R}
$$
其中 (Z_1, Z_2) 为入射粒子和靶核电荷数,(R) 为核作用半径。
2. 历史与发展
- 起源:1938年由美国化学家西博格(G.T. Seaborg)和利文古德(J.J. Livingood)首次实现,通过氘核轰击铁样品测定镓含量。
- 成熟阶段:20世纪50年代后逐渐发展为材料分析的成熟手段。
3. 核心步骤
- 辐照:用加速器产生的带电粒子束轰击样品,引发核反应(如 (A(a,b)B^),生成放射性核素 (B^))。
- 冷却:停止辐照后等待短寿命核素衰变,减少干扰。
- 测量:通过γ能谱仪等设备测量放射性核素的活度和特征射线,结合半衰期确定元素种类和含量。
4. 数学表达式
放射性核素的活度 (A_t) 计算为:
$$
A_t = phi sigma N left[ 1 - expleft(-frac{0.693t}{T}right) right]
$$
其中:
- (N):靶原子数;
- (phi):入射粒子注量率;
- (sigma):核反应截面;
- (T):放射性核素半衰期;
- (t):辐照时间。
5. 特点与应用
- 优势:
- 灵敏度高(可检测痕量元素);
- 适用于表面分析(带电粒子穿透深度有限,如15 MeV质子在铝中射程仅1.5 cm)。
- 应用领域:
- 材料科学(如半导体杂质检测);
- 环境监测(重金属污染分析);
- 考古学(文物成分鉴定)。
6. 局限性
- 能量选择敏感:能量过高会导致多核反应干扰;
- 样品要求:需均匀且耐辐照损伤;
- 设备依赖:需加速器等大型装置。
如需更深入的公式推导或实验案例,可参考搜狗百科或原创力文档中的专业资料。
分类
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
别人正在浏览...
不生孢子的触器促髓细胞形成的单元属性到岸价格加内河运费价掉队恶意中伤者峰值功率控制刚果红试纸工业资本主义鼓膜紧张部国家标准行迭代黄癣菌属浑金璞玉间隔长度减轻损害的责任间溴酚记录电流计马德隆氏畸形难忘偶对天线喷火口氰酰去辅基酿容量测试神州手工修正啼盐培养基通信量拥挤