Эта методика используется в основном для поиска элементов, не образующих долгоживущих изотопов. Реакция захвата нейтрона приводит к возбужденному состоянию дочернего ядра, которое разряжается гамма-излучением (мгновенное излучение). Это излучение регистрируется, измеряются энергии гамма-переходов и их интенсивности. Для проведения количественных анализов используется метод «образца сравнения».
Исследование содержания сурьмы на двух последовательных стадиях отжига образца высокотемпературного сверхпроводника, легируемого сурьмой. В результате определено, что массовое содержание сурьмы в образце составляет около 1%, при относительной точности определения не хуже 10-2. Этого достаточно, чтобы сделать вывод, что сурьма не улетучивается при отжиге.
Измерены сечения радиационного захвата тепловых нейтронов в 14N и 19F. Получены значения сечений σ, согласующиеся с табличными значениями, но значительно превосходящие их по точности:
Измерены абсолютные интенсивности гамма-переходов из реакции нейтронного захвата ядрами 91Zr, 143Nd, 177Hf и 116,118-120,122,124Sn и сечения выхода изомеров 123mSn (T1/2=40.1 мин.) σ=0.172(5) барн и 125mSn (T1/2=9.5 мин.) σ=0.150(5) барн.
Таблица. Энергии и интенсивности «захватных» гамма-линий.
Реакция |
Eg, кэВ |
Ig, % |
91Zr(n,g)92Zr 143Nd(n,g)144Nd 143Nd(n,g)144Nd 177Hfn,g)178Hf |
934.53(6) 618.06(3) 696.54(1) 213.42(1) |
79(16) 34.2(17) 77(3) 37.4(16) |
Определение изотопного состава образцов бора и олова с неизвестным обогащением по 10B и 118Sn. В первом случае аналитической линией служил гамма-переход с Eg=478 кэВ из реакции 10B(n,g)7Li+a. Содержание 10B в представленных образцах оказалось 83(2)%, 75(2)% и 75(3)%, естественное содержание составляет 19.8(3)%. Содержание 118Sn в образце составило 83(9)%, в то время как для природного олова это значение равно 24.22(9)%.
Определение изотопного состава соединений, содержащих литий, основано на реакции 6Li(n,a)3H, не сопровождаемой гамма-излучением. Сечение этой реакции достаточно велико – σ=960 барн, однако в естественной смеси изотопов его содержание около 7%, а остальное составляет 7Li, поглощающий нейтроны очень слабо. Для измерения содержания 6Li использовался метод «ослабления» нейтронного потока в образце. Мы измеряли число нейтронов прошедших через образец по сравнению с числом нейтронов без образца. Для регистрации прошедших нейтронов использовалась стандартная реакция 113Cd(n,g)114Cd, Eg=558 кэВ. Этим методом было измерено содержание 6Li в соединениях LiF, Li2SO4, Li2CO3, LiOH в широком диапазоне значений от 4 до 96 % с относительной точностью 5-10%.
Для количественного определения содержания гадолиния в растворах эндометаллофуллеренов использовалась реакция 157Gd(n,g)158Gd. Для естественного гадолиния, имеющего сечение захвата σ~56000 барн, минимальное содержание в образцах составило примерно 1.3(1) мкГ/мл.
Эти измерения проводились параллельно с рентген-флуоресцентным анализом и служили для отладки методики последнего.