核分析技術

研究物質的原子和分子組成、表面狀態和內部結構，它具有靈敏度高、準確度好、高分辨率、多元素測定能力、微區和微量分析、動態實時分析以及非破壞性(non-destructive)等許多非核方法不具備的優點，因而具有重要的科學價值和應用前景。核分析技術對許多學科的發展起過重要的推動作用。核分析技術的研究和應用，促進了基礎研究，同時對促進邊緣學科的發展起着重要的作用，如今，核分析技術已經在物理、化學和生物等基礎學科領域中發揮了巨大作用，並滲透到國民經濟的許多方面。

核分析技術通常分為三類：活化分析技術、離子束分析技術、超精細相互作用分析技術。

活化分析(activation analysis)的基礎是核反應。用中子、光子或其他帶電粒子（如質子等）照射試樣，使被測元素轉變為放射性同位素。根據所生成同位素的半衰期以及發出的射線的性質、能量等，以確定該元素是否存在。測量所生成的放射性同位素的放射性強度或在生成放射性同位素反應過程中發出的射線，可以計算試樣中該元素的含量。按照輻照粒子不同，活化分析可以分為：中子活化分析(neutron activation analysis，NAA)、帶電粒子活化分析(charged particle activation analysis，CPAA)、光子活化分析(photon activation analysis，PAA)3類。其中以中子活化分析應用最廣。近年來更是發展了分子活化分析和體內活化分析技術。

離子束分析(ion beam analysis，IBA)是以帶電粒子束作為工具，它與物質相互作用，靶材和離子束狀態都發生變化，產生各種次級效應，通過分析和測定這些次級效應來來判斷物質中元素組成及結構的一種分析技術。

具體來説：利用具有一定能量的離子（如：質子、α離子及其它重離子）束去轟擊樣品，使樣品中的元素髮生電離、激發、發射和核反應以及自身的散射等過程，通過測量這些過程中所產生的射線的能量和強度來確定樣品中元素的種類和含量的一門學科。

優點：靈敏度高、分析時間短、不破壞樣品、分析範圍廣和取樣量少等優點，因此特別適用於痕量元素的分析。

缺點：設備複雜、成本較高。

離子束分析技術始於1968年，是一種重要的表面分析方法，主要有核反應分析(nuclear reaction analysis，NRA)、盧瑟福反散射(Rutherford backscattering spectrometry，RBS)、質子誘發X熒光發射(proton induced X-ray emission，PIXE)、加速器質譜分析(accelerator mass spectrometry，AMS)和溝道效應分析(channeling technology，CT)等方法，在凝聚態物理和材料科學中有廣泛應用。微束分析方法的建立，進一步將應用領域擴展到生命、環境、地學、考古等學科。

超精細相互作用分析(Hyper fine effect analysis)是基於各種核效應(nuclear effects)的核分析方法的總稱，包括穆斯堡爾效應(Mössbauer effect)、擾動角關聯效應(perturbed angular correlation technique)、核磁共振效應(nuclear magnetic resonance，NMR)、正電子湮滅效應(positron-annihilation technique，PAT)、中子散射(neutron scattering)和中子衍射(neutron diffraction)等。這類方法既能提供原子核及其近鄰原子的信息，又能提供宏觀平均信息,所應用的學科領域也更為寬泛。