王傳珊 羅文蕓 周樹鑫
（上海大學環(huán)境化工學院射線所）
袁惠娟 肖中銀（研究生）
（上海大學理學院）

課題背景：

　　上海大學射線所是以基于加速器的核技術(shù)應(yīng)用為主要研究方向的研究所。多年來，用快中子活化分析的手段進行過各種特殊情況下多元素測量的工作，如中子測爆系統(tǒng)的研究、中子探雷等。近年來，核技術(shù)在環(huán)境方面的應(yīng)用成為一個研究熱點，我們也努力做快中子活化分析在環(huán)境方面應(yīng)用的工作。我們參加了國際原子能機構(gòu)（IAEA）在泰國清邁舉辦了水的核技術(shù)分析的研討班，交流了我們用核反應(yīng)分析方法和中子活化分析方法在土壤、植物中氟污染的分析和茶葉中多元素活化分析等的應(yīng)用情況，并學習了各國的經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，對上海地區(qū)的環(huán)境水情況進行了細致的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)對上海地區(qū)水源重金屬污染比較嚴重的有電鍍、顯象管行業(yè)，他們排出的廢水中含大量的鐵、銅、錳、鋅，甚至還有鈷、鎳、鉻等，嚴重危害環(huán)境和人們的健康。所以我們選擇這二種廢水作為我們研究的對象。本課題得到了上海市科委面上基金的資助。.

研究方法：

　　快中子活化分析。主要是用中子活化分析的手段，對環(huán)境水中的微量元素進行分析，提出一種可與其它環(huán)境監(jiān)測方法互補的核分析方法和技術(shù)，可供一些特殊場合下應(yīng)用。
　　中子源采用核所的回旋加速器產(chǎn)生的15MeV快中子和上海劑量院的熱中子反應(yīng)堆產(chǎn)生的慢中子，探測器采用高純鍺的γ能譜儀。

結(jié)果與討論：

　　具體快中子活化分析結(jié)果和與原子吸收光譜結(jié)果進行比較數(shù)據(jù)見表1、2

表1 含Ni廢水的元素含量 元素 Fe Mn K Ni Al Si Cl *快中子樣品含量(ppm) 9219 855 1268 10977 / / 9755 原吸結(jié)果(ppm) / 740.0 / 22380.9 / / /

表2 含Cr廢水的元素含量 元素 Fe Na K Cr Al Si Cl Ca *快中子樣品含量(ppm) 2.84 1408 4.95 17.95 / / 4.54 15.1 原吸結(jié)果(ppm) / / / 21.82 / / / /

注：* 樣品含量的相對誤差在1%-10%之間

　　從上述結(jié)果可以看到，快中子活化分析與原子吸收光譜的結(jié)果是可以比較的。
　　在方法研究中，我們對反應(yīng)堆熱中子、14MeV和15MeV快中子幾種中子源進行了比較，最后選擇了15MeV回旋加速器產(chǎn)生的快中子作為中子源。用常規(guī)的儀器中子活化方法進行分析。
　　快中子活化分析能快速、靈敏、無損地對樣品中的多元素同時進行測量，能對環(huán)境廢水進行監(jiān)測，比起其他環(huán)境監(jiān)測的分析方法來，它有不少優(yōu)點，它分析的樣品元素可以是任意形態(tài)存在的；分析測量過程中不破壞樣品，可以多次使用同一樣品；可以對樣品中存在的所有元素進行同時測量，測量得到的能譜各種元素有不同的特征峰，通過計算機解譜可得出正確無誤的結(jié)果。這對環(huán)境水的檢測是很有利的，但是，它設(shè)備昂貴，有放射性，也在很大程度上限制了它的應(yīng)用。
　　樣品的制備是本項目的關(guān)鍵之一，由于被測元素在樣品中含量甚微，必須濃縮或提取后才能進行測量，我們化了大量的時間、選擇各種方法進行制樣，如：共沉淀法、HAP柱法和低溫蒸發(fā)等，目的是為了濃縮我們要分析的元素，同時把樣品中的常量元素如鈉等除去，以防止其干擾測量結(jié)果。
　　多元素測量、對樣品無破壞性是活化分析的優(yōu)勢，但由于大學設(shè)備多年未更新，譜儀的分辨率達不到要求，我們的研制工作基本上都是與兄弟單位協(xié)作完成的，如樣品的制備是與化學系協(xié)作的，實驗工作則得到中科院上海原子核所和上海劑量院測試所的大力支持。
　　通過本項目的研究，對快中子活化分析這種核分析手段，在環(huán)境樣品的測試中的可應(yīng)用范圍以及他的優(yōu)缺點有了比較全面的認識，我們認為：
　　快中子活化分析不僅可以測出環(huán)境廢水中的重金屬元素，還可以測出象硫、氯、氟等非金屬元素，由于快中子活化分析與所測元素的形態(tài)無關(guān)，所以不管水中的游離氯還是有機氯均能測量，這也是其優(yōu)點，當然，由于快中子活化分析的敏感元素有一定范圍，加之設(shè)備昂貴、要加以防護帶原因，最好作為其他分析方法的補充。