國際原子能機構中子活化電子學習課程幫助了40個國家的科學家

2018.10.11

Luciana Viegas, 新聞和宣傳辦公室

對古代莫奇卡陶器復制品進行中子活化分析。（照片來源：秘魯核能研究所）

從幫助解決歷史犯罪案件到確定牙買加海灘消失的原因或健身房的空氣質量：中子活化是一種確定材料成分和來源的方法。原子能機構開發的一種電子學習工具正在幫助40個國家的研究人員應用這種方法。

中子活化是一種常見類型的分析，在全世界238座在運研究堆中有大約一半都在進行這種分析，還有一些加速器中子源也在做此類分析。這種高靈敏度的技術可以在不干擾或破壞被分析材料的情況下顯示百萬原子中一個原子的濃度。它的精度比其他分析方法都精確，對于批量分析和研究獨特且需要保持完整的材料特別有用。

這項技術的工作原理是用中子照射穩定原子，然后測量樣品中元素的衰變或輻射。科學家利用這種技術區分塑料、金屬、玻璃、土壤和空氣顆粒等的化學特征。

“目前，這種方法的主要應用領域是環境科學、考古學、文化遺產以及法醫學。” 原子能機構研究堆專家Nuno Pessoa Barradas說。“然而，這些領域的研究人員不一定有核物理學的背景，因此他們可能無法充分發揮這種技術的潛力。

傳播知識

為了彌合這一知識鴻溝并滿足日益增長的需求，原子能機構通過其核科學技術領域核教育、培訓和宣傳計劃的技術合作項目網絡，設置了一個關于中子活化分析的電子學習課程。該工具于2017年底推出，既能滿足新學員，又能滿足高級專業人士的需求。

2018年10月，在線培訓課程達到了一個里程碑式的目標，在有運行中研究堆的52個國家里，其中40個國家在不到一年時間內報名參加學習。有幾家研究院所使用這個工具給員工及包括大學生在內的學生上課。

“我們面臨著頻繁的員工流動，新員工的培訓非常耗時，尤其是在這樣一個專業領域。”匈牙利能源研究中心的Katalin Gméling說。“電子學習材料提供了大量信息，可以培訓新員工并更新高級員工的知識。”

中子活化于1935年由匈牙利出生的化學家George de Hevesy和德國-丹麥物理學家Hilde Levi發現，最初被用來作為測量稀土元素質量的有用工具。

在過去幾十年里，這種方法還有其他幾種用途，包括為歷史刑事案件提供額外的證據。2013年，中子活化技術應用在胡須上，用來反駁丹麥貴族Tycho Brahe是由于汞中毒致死的說法。他的珍貴筆記被他的助手、主要嫌疑犯、數學家和天文學家Johannes Kepler繼承，此人發現了行星運動規律。

最近，在牙買加珊瑚泉海灘大約有500卡車的沙子被盜之后，地方當局與國際環境和核科學中心合作，應用中子活化技術檢測來自疑似被盜海灘的沙子的來源，為這個案件提供了額外的證據。

今天，中子活化還被用來研究和測試室內空氣質量（例如在學校和健身中心），幫助確定空氣中污染物的數量和來源。

2018年9月在原子能機構維也納總部舉辦的一個講習班上對中子活化分析電子學習工具進行了評審。Barradas說：“該工具旨在成為一本活生生的書，隨著該領域的發展，它可以不斷更新和擴充，包括不同的實驗室協議和研究領域。”第一版修訂計劃于2019年初啟動。