核分析基礎(chǔ)考試題庫4月最新版

1、一，選擇題1. 核分析方法的分類。 活化分析，離子束分析，核效應(yīng)分析。2. 活化分析的定義。 一種由中子、帶電粒子、射線等將樣品活化,對(duì)其衰變特性進(jìn)行測(cè)量的分析技術(shù)。3. 離子束分析技術(shù)包括哪些？ 瞬發(fā)核反應(yīng)分析、背散射、溝道技術(shù)、質(zhì)子激發(fā)X熒光分析4. 中子活化分析中的相對(duì)測(cè)量方法。 是將待分析樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品作比較測(cè)量，從而求得元素濃度。5. 中子活化分析方法的分類。 慢中子活化分析和快中子活化分析。6. 中子活化分析中初級(jí)干擾反應(yīng)。 不同元素通過不同中子反應(yīng)道形成相同的放射性核素7. 測(cè)量中子活化分析中輻照生成，放射性核素活度，射線強(qiáng)度有哪些方法。 1）衰變曲線法，2）能譜法，3

2、）能譜和衰變曲線法的結(jié)合。8. 儀器中子活化分析，放射化學(xué)中子分析，帶電子粒子活化分析，重粒子活化分析，光子活化分析的英文縮寫。 儀器中子活化分析 INAA 放射化學(xué)中子分析 RNAA 帶電子粒子活化分析 CPAA 重粒子活化分析 HIAA 光子活化分析 GPAA9. 帶電粒子活化分析設(shè)備包括哪些。輻照設(shè)備、樣品表面處理設(shè)備、放射性測(cè)量設(shè)備。10. 中子活化分析的樣品是裝在哪個(gè)特殊的容器中？樣品裝在特殊的容器（稱跑兔）內(nèi)11. 中子活化分析的輻照源分類 1）反應(yīng)堆中子源，2）加速器中子源，3）同位素中子源。12. 帶電粒子活化分析的組織本領(lǐng)。 帶電粒子進(jìn)入靶物質(zhì)后，與靶原子的電子和靶原子核碰撞

3、而損失能量。13. 反應(yīng)道。 能發(fā)生核反應(yīng)的過程不止一種，對(duì)應(yīng)于每一種核反應(yīng)過程，稱為一個(gè)反應(yīng)道。14. 帶電粒子輻照樣品時(shí)，放射性活度的增長(zhǎng)與什么有關(guān)。 放射性核素活度的增長(zhǎng)與一定能量下的反應(yīng)截面，束流強(qiáng)度和輻照時(shí)間有關(guān)。15. 帶電子粒子核反應(yīng)的瞬發(fā)。 帶電粒子核反應(yīng)瞬發(fā)分析法是直接測(cè)量核反應(yīng)過程中伴隨發(fā)射的輻射確定反應(yīng)原子核的種類和元素濃度的方法。16. 帶電子粒子核反應(yīng)瞬發(fā)探測(cè)記錄到的樣品中，同一深度處能量有什么分布，造成什么的不確定性。 探測(cè)器記錄到的樣品中同一深度x處發(fā)射的粒子能量有一分布(譜線展寬)，因而造成對(duì)深度分析的不確定性。17. 帶電子粒子核反應(yīng)瞬發(fā)能譜分析法，共振核反應(yīng)

4、分析法測(cè)量深度分布時(shí)深度分辨率。 能譜分析法的典型深度分辨率為幾十到幾百nm量級(jí)。18. 帶電粒子核反應(yīng)分析包括哪些。 帶電粒子緩發(fā)分析（帶電粒子活化分析）、帶電粒子瞬發(fā)分析。19. 帶電粒子彈性散射分析包括哪些。 帶電粒子彈性散射分析包括：盧瑟福背散射分析、前向彈性反沖分析。20. 盧瑟福背散射中三個(gè)主要參量。 1)運(yùn)動(dòng)學(xué)因子,2)散射截面,3)能量損失因子。21. 背散射分析的靈敏度由什么決定。 背散射分析的靈敏度由散射截面及樣品性質(zhì)決定。由于散射粒子計(jì)數(shù)N正比于散射截面，故截面越大，計(jì)數(shù)越多，分辨越好。22. 溝道技術(shù)。 利用帶電粒子與單晶體的相互作用研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的一種分析技術(shù)。23

5、. 用什么測(cè)量，觀察溝道現(xiàn)象。 通常：用測(cè)量背散射產(chǎn)額隨入射角的變化來觀察溝道現(xiàn)象。24. 對(duì)于溝道效應(yīng)沿著主晶軸方向入射時(shí)，角分布半高寬度典型值是多少。 對(duì)溝道效應(yīng)，沿著主晶軸方向入射時(shí)， 1/2 的典型值為零點(diǎn)幾度到幾度之間。25. 溝道計(jì)數(shù)退道程度的影響因素。 入射束的方向準(zhǔn)直性、單晶表面的無定形影響和晶體中的缺陷、雜質(zhì)的存在等。26. 帶電離子的能量損失是隨機(jī)損失的多少？ 一般，在溝道中帶電粒子的能量損失是隨機(jī)時(shí)的能量損失的1/22/3。且隨入射離子種類、能量以及晶軸或晶面方向不同而異。27. 溝道實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)幾何分布。實(shí)驗(yàn)幾何分類視單晶樣品厚薄，可采用透射幾何和散射幾何按離子與晶軸

6、的定向條件，可分為單定向和雙定向28. X熒光定性分析的物理基礎(chǔ)。 莫塞萊定律29. 熒光產(chǎn)額。 發(fā)射X射線熒光的幾率二，解答題1. 中子活化分析的原理。 靶樣品在中子束照射下，通過(n, )， (n, )，(n, p)的等反應(yīng)生成放射性核素，處理照射樣品，測(cè)量放射性活度和射線能量，可以確定靶樣品中某種核素的含量和種類。2. 活化分析的原理。 中子、帶電粒子或射線同樣品中所含核素發(fā)生核反應(yīng)，使之成為放射性核素(這個(gè)過程稱為活化)，測(cè)量此放射性核素的衰變特性（如半衰期、射線的能量和射線的強(qiáng)度等）來確定待分析樣品中所含核素的種類及其含量。3. 中子活化分析的標(biāo)準(zhǔn)化方法有哪些。 絕對(duì)測(cè)量法； 相對(duì)測(cè)

7、量法4. 中子活化分析方法的干擾因素。 中子活化分析中的干擾？1）不同元素通過不同核反應(yīng)形成同一種被用來作鑒定的放射性核素；2）生成的不同放射性核素的半衰期相近及發(fā)射的射線能量差小于探測(cè)器能量分辨率；3）某種放射性核素衰變后的子核與待鑒定的核素相同；4）測(cè)量射線時(shí)的其它本底干擾；等。來自于核反應(yīng)的干擾包括：初級(jí)反應(yīng)和次級(jí)反應(yīng)兩種。5. 中子活化分析的主要設(shè)備。 輻照中子源、樣品傳送設(shè)備及必要的放射化學(xué)分離設(shè)備、射線能量和強(qiáng)度測(cè)量設(shè)備，以及數(shù)據(jù)記錄和處理設(shè)備。6. 樣品制備考慮哪些因素。1）樣品的大小、狀態(tài)；2）樣品的包裝；3）樣品的采集；4）制備和輻照過程中的沾污、揮發(fā)、吸附等7. 中子活化初

8、級(jí)干擾程度取決什么。 1）樣品中干擾元素的相對(duì)含量；2）中子通量分布；3）活化截面8. 中子子活化誤差來源。 1）樣品制備的準(zhǔn)確性；2)輻照的均勻性；3)測(cè)量條件的重復(fù)性；4)計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落；5)記錄系統(tǒng)的死時(shí)間；6)有關(guān)核參數(shù)的準(zhǔn)確性；7)干擾反應(yīng)；等因素8)在有化學(xué)分離步驟時(shí)，還與分離過程中待測(cè)放射核素的回收率準(zhǔn)確度有關(guān)。9. 帶電粒子活化分析主要有三個(gè)步驟。 1）輻照;2）冷卻;3）測(cè)量10. 帶電粒子活化分析的原理。 具有一定能量的帶電粒子與原子核發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，如果反應(yīng)的剩余核是放射性核素，則測(cè)量這放射性核素的半衰期和活度，就可以確定樣品中被分析元素的種類和含量，這種元素分析方法稱為帶

9、電粒子活化分析。11. 帶電粒子核反應(yīng)瞬發(fā)分析時(shí)，防止入射粒子在樣品上發(fā)生彈性碰撞后的散射粒子對(duì)探測(cè)器造成計(jì)數(shù)率造成過載的方法。 1)在探測(cè)器前放一適當(dāng)厚度的吸收箔把散射粒子擋住，只讓核反應(yīng)出射粒子通過；2）用磁偏轉(zhuǎn)方法把散射粒子偏轉(zhuǎn)掉。12. 帶電粒子核反應(yīng)瞬發(fā)分析厚樣品出射粒子能譜寬度與哪些因素有關(guān)。 1)入射束的能散度；2)探測(cè)器的固有能量分辨率；3)出射粒子的運(yùn)動(dòng)學(xué)展寬；4)出射粒子在吸收箔中的能量展寬；5)帶電粒子在樣品中的能量展寬。13. 解釋岐離效應(yīng)。 快速帶電粒子在物質(zhì)中的能量損失是帶電粒子與許多靶原子的電子相互作用的平均能量損失。由于碰撞事件的統(tǒng)計(jì)漲落，帶點(diǎn)粒子的能量損失有一

10、漲落。14. 帶電粒子核反應(yīng)瞬發(fā)分析從實(shí)驗(yàn)測(cè)到的能譜和激發(fā)曲線求出元素濃度的四種方法。用已知濃度分布的標(biāo)準(zhǔn)樣品作相對(duì)比較測(cè)量；最小二乘法擬合；迭代法；退卷積處理。15. 帶電粒子核反應(yīng)瞬發(fā)分析干擾因素有哪些方面。 1）防止樣品表面的沾污；2）測(cè)量核反應(yīng)瞬發(fā)射線時(shí)，不同元素的核反應(yīng)產(chǎn)生相同的剩余核，發(fā)射能量相同的射線；3）測(cè)量核反應(yīng)瞬發(fā)的帶電粒子時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系和截面曲線，改變測(cè)量角度或改變轟擊粒子能量可鑒別不同的核反應(yīng)并消除干擾反應(yīng)。有時(shí)也可改變半導(dǎo)體探測(cè)器的工作偏壓來達(dá)到甄別粒子的目的；4）實(shí)驗(yàn)廳中的電磁干擾。16. 盧瑟福背散射分析原理。 由離子源產(chǎn)生離子，經(jīng)加速器加速到一定能量，經(jīng)過磁

11、偏離、聚焦、準(zhǔn)直后，單能離子束打到真空靶室中的樣品（靶）上。在入射能量低于使它和靶核發(fā)生核反應(yīng)的閾能的條件下，入射離子和靶核發(fā)生彈性碰撞。用探測(cè)器記錄被散射的離子的能譜，通過對(duì)能譜的分析可以得到靶中元素的質(zhì)量、深度及深度分布。17. 背散射分析中，影響背散射譜的因素有哪些。 1）探測(cè)系統(tǒng)的有限能量分辨率；2）入射束的能散度3）粒子在靶物質(zhì)中的能量歧離；4）散射角度有一定角寬度引起散射能量的幾何展寬。18. 背散射分析提高質(zhì)量分辨率的措施。 由上式得出要提高質(zhì)量分辨率：增大入射離子能量散射角盡可能大利用大質(zhì)量的入射離子提高探測(cè)系統(tǒng)分辨率19. 解釋溝道效應(yīng)。 當(dāng)一束準(zhǔn)直的正離子入射到單晶靶上時(shí)，

12、離子與靶原子之間相互作用幾率，與離子入射方向和單晶體的晶軸或晶面間的相對(duì)取向有關(guān)。帶電粒子與單晶體中原子相互作用的這種強(qiáng)烈的方向效應(yīng)，稱為溝道效應(yīng)。20. 什么是軸溝道效應(yīng)。 當(dāng)一定能量的正離子相對(duì)于主晶軸入射的角度很小時(shí)，離子進(jìn)入晶體表面后，與晶軸上的原子發(fā)生小角度庫侖散射，方向偏轉(zhuǎn)很小，接著它必定與鄰近的晶格原子發(fā)生同樣的小角度散射。由于離子與晶軸上的許多原子發(fā)生一系列相關(guān)的小角度散射，離子被限制在晶軸之間的空間里來回偏折行進(jìn)。21. 阻塞效應(yīng)。 處在晶格位置上的原子核發(fā)射正電荷粒子(例)，發(fā)射粒子方向與晶軸夾角為 。在偏離晶軸方向發(fā)射的粒子，能被探測(cè)器記錄到；而沿著晶軸方向(=0)發(fā)射的

13、粒子，它受到鄰近晶格原子的散射，不能沿這方向出射，所以在=0方向記錄到的粒子數(shù)最少，這種現(xiàn)象就是阻塞效應(yīng)。22. 在溝道中，帶電粒子的能量損失比隨機(jī)時(shí)的能量損失小，為什么。1）快速帶電粒子的能量損失主要是電子阻止的貢獻(xiàn)。在晶體中，電子密度分布不均勻，在晶格原子附近密度高，在溝道中間密度低。溝道粒子是在電子密度低的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，與電子碰撞的幾率小，能量損失減小。2）溝道粒子不能靠近原子太近，溝道粒子要使晶格原子的內(nèi)層電子電離很難，因而原子的內(nèi)層電子對(duì)阻止沒有貢獻(xiàn)。3）溝道粒子不能靠近原子核發(fā)生碰撞，故核阻止引起的能量損失也比通常的核阻止小。23. 基體效應(yīng)。 樣品中基本化學(xué)組成和物理、化學(xué)狀態(tài)的變

14、化，對(duì)X射線熒光分析結(jié)果的影響的統(tǒng)稱。24. 能量色散X熒光分析干擾因素。 定性：元素間譜線重疊散射本底探測(cè)器結(jié)構(gòu)物質(zhì)被激發(fā)定量：不平度效應(yīng)不均勻效應(yīng)水分的影響粉塵的影響基體效應(yīng)25. 微型X光管的工作原理。發(fā)射電子的陰極物質(zhì)在穩(wěn)定的燈絲電流加熱下，發(fā)射電子；電子在高壓的作用下，加速并飛向陽極，與陽極靶材的原子作用，并發(fā)射X射線。通過改變燈絲電流的大小可以改變燈絲的溫度及電子的發(fā)射量，從而改變發(fā)射X射線照射量率的大??；改變高壓可改變X射線的能量范圍。26. 能量色散X熒光分析中，X射線探測(cè)器應(yīng)滿足哪些要求。射線探測(cè)器(EDXRF)應(yīng)滿足下列要求：具有較高的探測(cè)效率和全能峰效率。具有良好的能量分

15、辨率和能量線性。死時(shí)間短，有優(yōu)良的高計(jì)數(shù)率特性。使用方便，工作穩(wěn)定、可靠。價(jià)廉、壽命長(zhǎng)。便攜式儀器應(yīng)具有輕便、低功耗的特點(diǎn)。27. 穆斯堡爾譜學(xué)的特點(diǎn)。 1）穆斯堡爾譜具有極高的能量分辨本領(lǐng)，很容易探測(cè)出原子核能級(jí)的變化；2）利用穆斯堡爾譜可以方便地研究原子核與其周圍環(huán)境間的超精細(xì)相互作用，可以靈敏地獲得原子核周圍的物理和化學(xué)環(huán)境的信息。28. 質(zhì)譜分析法的特點(diǎn)（1）應(yīng)用范圍廣。測(cè)定樣品可以是無機(jī)物，也可以是有機(jī)物。應(yīng)用上可做化合物的結(jié)構(gòu)分析、測(cè)定原子量與相對(duì)分子量、同位素分析、生產(chǎn)過程監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、熱力學(xué)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、空間探測(cè)等。被分析的樣品可以是氣體和液體，也可以是固體。（2）靈敏度高，

16、樣品用量少。目前有機(jī)質(zhì)譜儀的絕對(duì)靈敏度可達(dá)50pg（pg為1012g），無機(jī)質(zhì)譜儀絕對(duì)靈敏度可達(dá)1014 。用微克級(jí)樣品即可得到滿意的分析結(jié)果。（3）分析速度快，并可實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)測(cè)定。（4）與其它儀器相比，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，使用及維修比較困難。對(duì)樣品有破壞性。29. 吸收突變比。 吸收突變比當(dāng)X射線與物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，由于要激發(fā)某一殼層電子就需要入射X射線光子具有一定能量(吸收限)。當(dāng)光子能量小于這一特定值時(shí)，不能激發(fā)殼層電子，光電截面較小。當(dāng)光子能量大于這一特定值時(shí)，則產(chǎn)生光電效應(yīng)，光電截面突然增加，造成光電截面隨能量變化而出現(xiàn)不連續(xù)性，這一不連續(xù)性必然造成宏觀吸收系數(shù)隨能量變化而

17、突然變化。30. 便攜式原位X射線熒光儀整機(jī)性能指標(biāo)。 1）穩(wěn)定性，穩(wěn)定性包括連續(xù)工作穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性2）能量分辨率；3）探測(cè)效率；4)功耗;5)智能化程度;6)體積、重量;7)可靠性和抗干擾能力。 三，論述題2/61. 中子瞬發(fā)射線活化分析的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用。 優(yōu)點(diǎn)：1）可分析元素種類很多，且可進(jìn)行多元素同時(shí)分析，分析靈敏度較高。例對(duì)H、10B、C、N、S、113Cd;2）非破壞性、體樣品分析的特點(diǎn);3）輻照時(shí)間短、分析速度快和活化后的剩余放射性低。;4）中子活化分析壽命短的核素的分析準(zhǔn)確度較差，而用中子瞬發(fā)射線活化分析法可提高分析準(zhǔn)確度。應(yīng)用：用于地質(zhì)、海底礦產(chǎn)勘探、工業(yè)生產(chǎn)控制和監(jiān)測(cè)，醫(yī)學(xué)診

18、斷，考古等。2. 特征X射線形成過程及進(jìn)行X定性分析的物理基礎(chǔ)。 X射線熒光是高能量子與原子發(fā)生相互作用的產(chǎn)物高能量子：射線、X射線、電子、質(zhì)子1.利用入射量子的能量（受激）2.以特征X射線的形式放出（退激）入射射線能量必須略高于內(nèi)層電子的結(jié)合能，射線的能量?jī)H與原子與數(shù)的平方成正比，故名特征X射線。定性分析的物理基礎(chǔ)(莫塞萊定律)3. 比較中子活化分析，帶電粒子活化分析，光子活化分析的特點(diǎn)。 1. 中子活化分析簡(jiǎn)介 (neutron activation analysis，NAA)（1）基本原理 簡(jiǎn)單地說，中子活化分析包括中子活化和活化樣品能譜測(cè)量?jī)蓚€(gè)階段。中子活化是將樣品放入反應(yīng)堆接受中子照

19、射，在這個(gè)過程中，樣品中的一部分穩(wěn)定同位素與中子發(fā)生核反應(yīng)變成放射性同位素。對(duì)大多數(shù)核素來說，主要是利用（n ,）反應(yīng)，其它還有（n , p）、（n ,）及（n , 2n）反應(yīng)。在第二階段，活化樣品中的放射性同位素不斷衰變，并放出各自的特征射線，如果樣品由多種元素組成，會(huì)形成復(fù)雜的能譜，利用能譜分析設(shè)備對(duì)其進(jìn)行測(cè)量、分析即可。2.帶電粒子活化分析簡(jiǎn)介 (Charged Particle Activation Analysis ，CPAA) 多種帶電粒子都可以用來做活化分析。p、d、t、3He和4He核等粒子是最常用的轟擊粒子，這些核反應(yīng)生成的剩余核大多是日+衰變放射性核素。 帶電粒子活化分析中

20、的入射粒子能量大多在幾MeV到十幾MeV量級(jí)，故在小型靜電加速器、串列靜電加速器、回旋加速器上可進(jìn)行帶電粒子活化分析。 帶電粒子活化分析技術(shù)主要應(yīng)用于樣品表面層的輕元素分析以及某些重元素分析，如B、C、N，O、P、S、Pb、Nb等。3. 光子活化分析簡(jiǎn)介 (Gamma Photon Activation Analysis ，GPAA) 高能電子感應(yīng)加速器或電子直線加速器的電子束，打在高Z元素靶上產(chǎn)生的軔致輻射強(qiáng)度大，能量高。利用高能光子與原子核的( ，n)、( ，p)等光核反應(yīng)及 (， )非彈性散射過程，可以做活化分析。 (，n)反應(yīng)截面最大，生成的放射性核素是+衰變核。 高能光子活化分析主要

21、用于B、C，N、O、F等輕元素分析，也可用于Ca，Mg、Ti、Ni等元素分析。4. 畫出便攜式X熒光分析儀的原理框圖，并闡述工作原理。 工作原理：1）探頭由探測(cè)器、前置放大器、激發(fā)源等組成，完成特征X射線的激發(fā)與探測(cè)；2）主機(jī)由成形放大器、多道分析器（MCA）、多道緩存器(MCB)、計(jì)算機(jī)及外設(shè)、電源（高壓、低壓）等組成，完成對(duì)探測(cè)器信號(hào)的放大、處理及進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理。 激發(fā)源發(fā)出的射線輻照樣品后，激發(fā)樣品中的原子并產(chǎn)生特征X射線，熒光入射到探測(cè)器內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，經(jīng)前放轉(zhuǎn)換為電壓脈沖信號(hào)，電壓脈沖的幅度與脈沖電流所攜帶的電量成正比，而電量與熒光的能量成正比，因此，通過主機(jī)電路對(duì)電壓脈沖的幅度進(jìn)行放大、處理和測(cè)量就可以獲知熒光的能量，進(jìn)而測(cè)定元