¿Qué es el análisis de activación de neutrones?
El análisis de activación de neutrones (NAA) es un método muy sensible y preciso para determinar los elementos presentes en una muestra de material. La muestra está dirigida a neutrones de una fuente radiactiva. Esto hace que muchos de los elementos presentes emitan rayos gamma a frecuencias específicas, de las cuales pueden identificarse. Se pueden detectar alrededor de 65 elementos diferentes de esta manera. Es una de las técnicas científicas más útiles para investigar la composición elemental de las muestras y tiene muchas aplicaciones en química analítica, geología, ciencia forense y otras áreas.
Cuando un neutrón golpea el núcleo de un átomo, a menudo se absorbe, forman un isótopo más pesado y emite un rayo gammá. En muchos casos, estos isótopos son inestables y se descomponen en otro isótopo más ligero después de un breve retraso, emitiendo uno o más rayos gamma en energías que son características para ese isótopo. Por ejemplo, el isótopo más común de sodio-sodio-23-puede absorber un neutrón, forming El isótopo inestable-sodio-24, que luego decae en magnesio-24, emitiendo dos rayos gamma en energías específicas. Al medir las energías de los rayos gamma y la cantidad emitida, se pueden determinar los elementos presentes y su abundancia dentro de la muestra. El rayo gamma inicial, emitido inmediatamente cuando el neutrón se absorbe se conoce como el rayo gamma rápido, pero generalmente son los rayos gamma retrasados los que se miden.
El análisis de activación de neutrones es una técnica muy sensible. Puede detectar elementos en una parte por millón o menos, y en algunos casos, hasta una parte por mil millones. El método también es muy versátil, ya que puede analizar muestras en formas sólidas, líquidas y de gas y puede manejar tamaños de muestra hasta 0.000035 onzas (0.001 gramos).
.La fuente de neutrones a veces se conoce como obús de neutrones. Cuando algunos elementos de luz están sujetos a partículas alfa, su núcleoneutrones MIT. El elemento berilio es particularmente adecuado para este propósito. Al mezclar berilio con una fuente de partículas alfa, como Plutonio 239 o Radium 226, se puede crear una fuerte fuente de neutrones. Esto se puede encerrar en un blindaje de radiación adecuado, pero con una abertura donde pueden surgir los neutrones.
Los reactores nucleares también se usan como fuentes de neutrones. En los Estados Unidos, en Oak Ridge, Tennessee, el reactor de isótopos de alto flujo (HFIR) proporciona una fuente de neutrones en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, lo que lo convierte en un centro importante para el análisis de activación de neutrones. Los elementos radiactivos que producen neutrones a través de la fisión nuclear, por ejemplo, Californium-252, también se pueden usar a menor escala, lo que permite usar fuentes de neutrones del tamaño de un escritorio.
El análisis de activación de neutrones tiene una amplia gama de aplicaciones. Se puede utilizar en la industria manufacturera para detectar impurezas en los metales, en biología para investigar el metabolismo de los elementos traza, en geología para analizar el SAMP de rocas y sueloLes y en ciencias forenses para obtener información crucial de las muestras de escena del crimen. Un ejemplo específico bien conocido de análisis de activación de neutrones en acción es el hallazgo de que todos los fragmentos de bala de la escena de asesinato de John F. Kennedy provienen de las mismas dos balas, disparadas de la misma arma. Otro ejemplo fue el descubrimiento de una capa de sedimento rico en iridio en el límite entre los períodos geológicos del Cretácico y Terciario, lo que indica un impacto de meteorito importante que más o menos coincidió con un evento de extinción masiva que marcó la desaparición de los dinosaurios.