中子型成分分析儀(netnron analyser)

用一定能譜的中子照射樣品，測量樣品中待測元素的中子核反應產物的放射性，從而確定物料化學組成的物料成分分析設備。

中子是不帶電的粒子，當它射入物質后，幾乎不和核外電子發生作用而直接進入原子核，引起中子核反應，利用中子檢測物料成分的方法可分為中子活化分析和瞬時中子一7分析兩種。

中子活化分析用熱中子(<10eV)或快中子(>0．1MeV的中子)照射樣品，樣品中元素的原子核因多了中子而變成放射性同位素，故被活化。產生的放射性同位素很不穩定，且半衰期都很短，在它們的衰變過程中便放射出具有特征能量的γ射線，此特征γ射線的強度與相應元素在樣品中的含量成正比。分析譜圖，檢測特征γ射線的能量和強度，即可知樣品中的元素和含量。熱中子的活化過程通?？杀硎緸?sup>z1A(n，γ)^z2A，其中A為元素，z1、z2分別為其基態和放射態的質量數，n為中子，γ為γ射線。例如用熱中子分析樣品中的鋁，其反應為²⁷Al(n，γ)²⁸Al，²⁸Al為放射性同位素，其半衰期為2．3min，在衰變時放射出1．78MeV的特征^y射線。快中子的活化過程比較復雜，典型的是^zA(n，p)^zB，其中A、B為元素，p為質子。

中子活化分析所用的中子源有核反應堆、中子發生器和放射性同位素。后者是用放射性同位素的輻射(如a射線)，轟擊輕金屬(如鈹)靶，產生中子?，F在廣泛使用的是锎一252(²⁵²Cf)自發裂變的中子源，這種源輕便，源強高，可提高分析的靈敏度。中子活化分析儀由中子源、樣品傳送系統、探測器(多用半導體探測器)、譜儀和微機組成。在選礦廠多用于在線檢測流程中的輕元素。

中子活化分析的主要優點是：(1)靈敏度高，用核反應堆的熱中子的分析靈敏度達10^-13～10^-14g／g，用放射性位素源也可達10^-6g儋；(2)選擇性好，分辨率高，抗干擾力強；(3)能同時分析多種元素(高達30余種)；(4)與待測元素的賦存狀態無關；(5)分析速度快，尤其是用快中子分析時；(6)能分析礦塊。主要缺點是除不能分析鋰、硼、碳等元素外，對鐵、硫、鉛等元素的分析靈敏度低。中子活化分析法雖然是最先進的痕量元素分析技術之一，但由于其裝置費用高，且因涉及中子和高能量的γ射線，對防護的要求高，在選礦領域中尚未獲廣泛應用。

瞬時中子一γ分析用放射性同位素中子源，激發元素的原子核，檢測它發射的瞬時γ射線，來分析樣品的元素和含量的方法。這種檢測又分為中子非彈性散射和熱中子俘獲兩種情況：(1)當一個中子和原子核相撞時，中子將其一部分能量給予原子核，使之處于激發態，在原子核恢復基態的過程中，就輻射出一種或多種瞬時的γ射線，這個過程只有當中子能量超過某一特征能量閾值時方可有效的發生，而每種原子核均有其特征的閾值，可利用這種現象分析元素，此過程可用A(n，n’γ)A來描述，這種方法用于分析碳、鎂、鋁、鐵、鉛、鋅等元素和SiO2，但僅在元素含量較高的情況下才比較準確；(2)快中子進入到物質中被慢化為熱中子，熱中子進入原子核后，使之成為一個處于激發態的組合的原子核，當此原子核恢復到基態時也輻射出一個或多個γ射線，這些．γ射線也特征于原子核，稱為中子俘獲7射線。整個俘獲和輻射過程僅經歷10^-11s，通常用A(n，γ)B來描述，因激發態的原子核在衰變時可能會變為其他元素的原子核，因而也常被認為是中子活化過程。熱中子俘獲分析法的分析元素和中子非彈性散射相似，主要用于在線分析塊狀物料。瞬時中子一γ分析涉及的了射線能量很大，均在兆電子伏范圍，儀器設備龐大，價格高。