核醫(yī)學(xué) 活化分析

1、活 化 分 析1概述：中子活化分析技術(shù)是Hevesy于1936年首先開發(fā)的。他使用的是Ra-Be中子源。1970年以來，我國也開展了中子活化分析的應(yīng)用研究。2基本原理： 所謂的活化分析就是用粒子束（射線）來照射靶樣品，使其中待測穩(wěn)定性核素發(fā)生核反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉派湫院怂?，這些放射性核素各具有一定的半衰期，并具有固定能量的特征射線或其它射線，測量其衰變放出射線的能量和活度，就可確定樣品中各元素的種類和活度，從而求得靶元素的量。3活化分析的核反應(yīng)類型中子活化分析系中子與原子核發(fā)生的核反應(yīng)，一般可分為四種類型：(n )型:用中子轟擊靶核素，中子被原子核俘獲產(chǎn)生一個處于激發(fā)態(tài)的復(fù)合核，在極短的時間內(nèi)復(fù)核核

2、放出光子.例如： 3416S(n ) 3516S，它是最常用的類型。另外還有(n )、 (n p) 、 (n f)三種類型。4實驗操作步驟生物材料（指人或動物的組織、器官或體液）中的中子活化分析全過程如圖：取樣樣品和標(biāo)準(zhǔn)品制備輻照容器封裝輻照化學(xué)分離法溶樣加載體化學(xué)分離(測回收率)放射性測量非破壞法 通過放射性測量最后算出元素含量。5活化分析的主要優(yōu)點：1、靈敏度高。對大部分元素的探測極限是10-9克左右。2、沒有試劑污染。中子活化分析允許樣品輻照加入非放射性試劑，回為目的元素已經(jīng)是放射性了。3、可進行非破壞性分析。樣品輻照后，目的元素和共存元素所生成的核素有明顯的差異情況下，可進行非破壞中子

3、活化分析。4、可同時測定一個樣品中的幾種到幾十種元素。除輕元素和重元素外，周期表中的Na以上的所有元素都可進行活化分析。6活化分析的主要缺點： 1、精確度低。分析樣品和標(biāo)樣輻照、化學(xué)分離、測量的幾何位置，放射統(tǒng)計等的誤差，導(dǎo)致了總誤差約10%，控制到百分之十內(nèi)是比較困難的。 2、干擾反應(yīng)。因有副反應(yīng)，在反應(yīng)堆輻照時除產(chǎn)生（n, r）反應(yīng)外還有（n,p）和（n,a）反應(yīng)。 3、方法不易普及，且只能測定元素的量，不能測定化合物的量和結(jié)構(gòu)。7活化分析主要設(shè)備類型1， 原子反應(yīng)堆2， 中子高壓倍加器3， 用加速器加速粒子轟擊靶核產(chǎn)生復(fù)合核4， 輻射中子源8反應(yīng)堆： 一種使裂變物質(zhì)（235U或 239P

4、U）的原子核發(fā)生自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的裝置（放出能量和中子）。 1942年（E.FEIMI）建成世界上第一個反應(yīng)堆。 現(xiàn)代堆類分型： 按結(jié)構(gòu)分為：均勻堆和非均勻堆 按燃料類型分為：天然鈾堆和濃縮鈾堆 按中子能量分為：快中子堆和慢中子堆 按用途分為：研究堆，試驗堆，動力堆和增埴堆9 我國現(xiàn)在已有脈沖堆(成都)，它 是用獨特的鈾氫鋯材料作燃料元件的多功能小型池式核反應(yīng)堆，它的堆芯緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，安全保障設(shè)施要求較低，大大減少了建造和運用費用。 脈沖反應(yīng)堆不僅能進行穩(wěn)態(tài)運行，還能進行獨特的脈沖運行，即在約秒的時間內(nèi)把脈沖棒彈出堆芯，從而使堆功率及中子通量密度瞬間達到穩(wěn)定狀態(tài)額定值的數(shù)千倍，之后又自動恢復(fù)

5、正常運行。這樣就擴展了反應(yīng)堆的功能和應(yīng)用范圍。它廣泛運用于同位素生產(chǎn)、中子活化分析、中子照相及教學(xué)、科研等方面。10脈沖堆若用于發(fā)電，可大幅度降低成本，具有廣闊的商業(yè)化前安全性能很高。 這標(biāo)志著中國繼美國之后，已成為世界上第二個能設(shè)計與建造這種新堆型的國家。 深圳大學(xué)為研究用微型堆，中子通量1012中子數(shù)/秒.平方厘米。11控制棒圓形管道熱交換器加壓泵汽輪機冷凝器屏蔽層鈾棒中子反射層核反應(yīng)堆的構(gòu)造示意圖12常用的中子源 1, 鐳-鈹中子源 ( n)： 將發(fā)射粒子的226Ra粉末與Be粉末按一定比例混合，緊密的封裝在容器內(nèi)，粒子轟擊Be原子核將產(chǎn)生中子。 特點：體積小，易攜帶，使用方便，成本低，

6、制備方便易推廣。132, 自發(fā)裂變中子源： 锎252Cf，體積更小、衰變熱低，中子輸出量高（2.311012中子/秒），252Cf每衰變一次平均可產(chǎn)生3.76個中子，它的半衰期為85年，是除反應(yīng)堆、加速器外最強的輻射中子源。 但它價格昂貴，一般100兆瓦的反應(yīng)堆照射239pu兩年才能生產(chǎn)幾十毫克，從239pu 到252Cf需要吸收13個中子，產(chǎn)額很低，它比黃金還貴重。14微量元素測量分析：多道譜儀解譜分析 絕對測量：不用標(biāo)準(zhǔn)品，直接將有關(guān)核素的放射活度代入下式計算核素的量。 D. AW= - Q.（6.023 EXP23）（1-e-0.693 t/T） D 放射性強度 A 原子量 Q 反應(yīng)核素的豐度 線束數(shù)（個）/平方厘米.秒 粒子能量15相對測量： 最常用的方法 待測樣品元素含量WX 待測樣品中元素放射性AX- = -標(biāo)準(zhǔn)樣品中所測核素含量WS 標(biāo)準(zhǔn)樣品中核素的放射性AS16質(zhì)子激發(fā)線發(fā)射分析 用質(zhì)子靜電加速器加速質(zhì)子，然后