1.6. Рентгенорадиометрический метод и его использование

Золотов Юрий Александрович
Академик РАН

 

Этот метод элементного анализа основан на возбуждении атомов определяемых элементов с помощью источников ионизирующего (обычно радиоактивного) излучения и анализе спектрального состава возникающего рентгеновского излучения возбуждённых атомов с помощью радиометрической аппаратуры. Идентификация элементов осуществляется по их характеристическому рентгеновскому излучению, а это излучение регистрируется не кристалл-дифракционными анализаторами, как в обычном рентгенофлуоресцентном анализе, а, как уже сказано, с применением радиометрической аппаратуры. Используется, как правило, энергодисперсионный способ регистрации.

Вот характеристика метода, данная после многих лет его развития и использования [40]:

«Пo сравнению с рентгеновской трубкой радионуклидный источник обладает рядом достоинств: 1) для возбуждения атомов определяемых элементов могут использоваться как фотоны электромагнитного излучения (гамма- или рентгеновского), так и тяжёлые заряженные частицы (например, α-частицы), 2) высокая стабильность источника (в самом деле, при периоде полураспада применяемого радионуклида в несколько месяцев, для времени измерения пробы в несколько минут источник возбуждающего излучения можно считать идеально стабильным), 3) монохроматичность возбуждающего излучения, что позволяет снизить фон при анализе и уменьшить влияние вещественного состава проб на результаты определений, 4) простая возможность проведения анализа по более жёстким и более интенсивным линиям К-серии характеристического излучения, в том числе и тяжёлых элементов, 5) энергоэкономичность и компактность источника.

В полной мере указанные достоинства радионуклидных источников могут быть реализованы в компактной энергоэкономичной аппаратуре, предназначаемой для опробования руд в их естественном залегании (без отбора проб), для анализа проб в условиях полевых лабораторий, для каротажа скважин и т.п.

Вместе с тем радионуклидным источникам возбуждающего излучения присущ и ряд недостатков по сравнению с рентгеновскими трубками. Главный из них – «невыключаемость» источников, что осложняет их эксплуатацию, хранение и транспортировку».

Сама возможность возбуждения рентгеновского излучения ионизирующим излучением радиоактивного источника была известна ранее: например, она прозвучала в одном из докладов на первой Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1955 г. В СССР эту идею воплотили в метод, решив многочисленные методические и технические проблемы и разработав аппаратуру. Практической целью были поиск полезных ископаемых, анализ минерального сырья. В начальный период работы проводились главным образом во Всесоюзном институте минерального сырья (ВИМС) в Москве под руководством Александра Лазаревича Якубовича.

Рис. 1.12. Александр Лазаревич Якубович (30.10.1919–22.05.2014), создатель методов и приборов рентгенорадиометрического поиска урана; многое сделал для развития рентгенорадиометрического и ядерно-физических методов анализа.

Впоследствии А.Л. Якубович был удостоен премии Научного совета РАН по аналитической химии, был почётным членом этого совета, имел немало других наград. Участник Великой Отечественной войны, он прожил долгую и насыщенную жизнь. Умер в 2014 г., ему было 94 года.

Разнообразные приборы, основанные на рассматриваемом методе, выпускались и выпускаются в России большими партиями и широко используются в геологической службе, на горных предприятиях и в других сферах. Метод использован в космических исследованиях.

Рентгенорадиометрический метод и его разнообразные применения детально освещены во многих книгах, например [40-44].