放射分析化學

20世紀初，隨着天然放射性的發現，就開始探索將天然放射性核素用於分析化學中，以簡化操作、提高分析的靈敏度。1912年G.赫維西等人首次用放射性鉛(210Pb)作指示劑測定鉻酸鉛的溶解度。1925年R.埃倫伯格以放射性鉛(212Pb)作指示劑用沉澱法分析天然鉛。1932年赫維西等人為了測定花崗岩中的微量鉛，在分析樣品之前，向樣品溶液中加入已知比活度的放射性鉛,用同位素稀釋法進行鉛的分析,得到滿意的結果。所有這些都為放射性指示劑在分析化學中的應用提供了條件。隨後在萃取、沉澱、吸附、滴定、蒸發等分析操作中也得到廣泛的應用。1934年F.約里奧－居里和I.約里奧－居里發現人工放射性，E.費密等人又提出在熱中子作用下幾乎所有元素都能感生放射性。1936年赫維西和H.萊維首次利用(n,γ)核反應，成功地分析了氧化釔中的鏑和氧化釓中的銪等雜質，開闢了活化分析的新領域。隨後，1938年G.T.西博格等人第一次進行了帶電粒子活化分析。隨着反應堆和各種加速器的建立，多道譜儀的不斷改進和微處理機的推廣運用，活化分析得到飛躍的發展。50年代開始又逐步發展和完善了利用核現象的微量分析技術（即核分析技術）。其中有通過正電子與物質相互作用來研究物質微觀結構的正電子湮沒技術、原子核無反衝的γ射線共振吸收──穆斯堡爾效應──的應用，還有離子束背散射分析、核反應分析、溝道效應的應用和70年代發展起來的粒子激發 X射線熒光分析等。放射分析化學由於具有靈敏度高、取樣量小、可以不破壞樣品等優點而受到重視並得到迅速發展。

放射分析化學中常用的方法分為兩類：①放射性同位素作指示劑的方法，如放射分析法、放射化學分析、同位素稀釋法等；②選擇適當種類和能量的入射粒子轟擊樣品，探測樣品中放出的各種特徵輻射的性質和強度的方法，如活化分析、粒子激發 X射線熒光分析、穆斯堡爾譜、核磁共振譜、正電子湮沒和同步輻射等。

用放射性核素、放射性標記化合物作指示劑，通過測定其放射性來確定待測非放射性樣品含量的分析方法。用在容量分析中的放射分析法叫做放射性滴定。

利用適當的方法分離、純化樣品後，通過測定放射性來確定樣品中所含放射性物質數量的技術。如通過測定天然放射性核素鉀40（半衰期為1.28×109年，丰度為0.111%）的放射性而求鉀含量的方法。 　同位素稀釋法 　將已知比活度的、與待測物質相同的放射性同位素或標記化合物，與樣品混合均勻，分離純化其中一部分，測定其比活度。根據混合前後比活度的改變，即同位素稀釋倍數來計算待測物的含量。（見同位素稀釋法、亞化學計量分析）

利用核反應使待測樣品中的穩定核素轉變為放射性核素後，由核反應截面、粒子注量率、射線能量、半衰期和放射性活度來確定待測物的含量。可分為中子活化分析、帶電粒子活化分析和光子活化分析。活化分析作為高靈敏度核分析技術，在生物樣品分析和高純材料中微量材料的分析，以及在環境科學、考古學和法醫學等領域廣泛應用。分析靈敏度為 10-8～10-11克。 　激發X射線熒光分析法 　當α 、β、γ或X射線作用於樣品時,由於庫侖散射，軌道電子吸收其部分動能,使原子處於激發狀態。由激發態返回基態時發射特徵 X射線,根據此特徵X射線的能量和強度來分析元素的種類和含量。其靈敏度很高,用途很廣。（見X射線熒光光譜分析法）

當具有一定能量的帶負電荷的µ子(µ-)射入待測樣品時,由於受原子核庫侖引力的作用而被捕獲形成µ子原子,也釋放出一系列特徵X射線即µ-X射線，由此可以分析樣品的化學組分和狀態。（見µ子X射線分析）

即無反衝條件下的核γ射線共振譜。由於分辨能力非常高，對核外電子狀態的微小變化也能測定，因此可以得到化學位移、分子內的結合狀態及分子間相互作用等核外電子的信息。已用於鐵、錫、銪、銩、鉭等的物理、化學狀態的分析中。（見穆斯堡爾譜學）

正電子是電子的反粒子。此法利用正電子的湮沒壽命來研究物質的微觀結構，如金屬缺陷和各種材料的相變，以及研究溶液中的自由電子和溶劑化電子等。

通過核磁共振光譜特性如化學遷移、耦合常數、多重性、吸收峯的寬度和強度以及温度效應，來測定樣品的分子結構，特別是有機化合物的分子結構。

放射分析化學與一般分析化學比較，有下列特點：基於測量放射性或特徵輻射，分析靈敏度高（一般能達1ppm），準確度高，分析速度快，方法簡便可靠，取樣量小，有時還可以不破壞樣品結構等。

各種分析方法都具有其特點和最適分析範圍。同位素稀釋法要有已知比活度的放射性標準，亞化學計量法就無此需要；中子活化分析一般對中重元素和部分輕元素分析較為適宜,能分析厚樣品;帶電粒子活化分析和背散射分析主要用於表面分析，其中帶電粒子活化分析對輕元素分析特別適宜，背散射分析則對中重元素較靈敏，X射線熒光分析具有較好的分辨率和探測靈敏度。通常根據樣品的條件和分析要求，選用合適的分析方法。沒有一種分析方法是全面合適的，有時需要選用幾種方法組合才能得到滿意的效果。