Qualität der Neutronenaktivierungsanalyse und individuelle Nachweisgrenzen

✎ veröffentlicht am: 01.08.2023 • geschrieben von: Rudolf Huber • Kategorie: Festkörperanalysen

Bei der Neutronenaktivierungsanalyse wird eine Probe in einem Reaktor mit Neutronen bestrahlt. Die Atomkerne werden „aktiviert“, indem sie ein Neutron einfangen. Dadurch werden sie zu einem künstlichen radioaktiven Nuklid. Beim Zerfall emittieren radioaktive Nuklide eine charakteristische Gamma-Strahlung, die gemessen und aufgezeichnet wird. So lassen sich die vorhandenen Elemente in der Probe und deren Konzentration bestimmen.

Folgende Faktoren haben Einfluss auf die Qualität der Ergebnisse, die die Neutronenaktivierungsanalyse liefert:

• Art und Beschaffenheit der Probe
• Kontaminationen in der Probe
• Nachweisgrenze der einzelnen chemischen Elemente
• Neutronenflussdichte bei der Bestrahlung
• Dauer der Bestrahlung
• Zeitpunkt(e) und Dauer der Messung(en)

Beispiele für Analysen und Qualitätslevel

Abhängig von Probenmasse, Bestrahlungszeit, Messdauer und Messzeitpunkt können die Nachweisgrenzen für bestimmte chemische Elemente teils drastisch gesenkt werden. In den unten gezeigten Beispielen wird eine gebohrte zylindrische Siliziumprobe angenommen, die frei von Kontaminationen ist, um die Effekte zu verdeutlichen.

Um das volle Potenzial der hochempfindlichen Neutronenaktivierungsanalyse auszuschöpfen, ist die ideale Kombination der Faktoren, die Einfluss auf die Untersuchungsergebnisse haben, entscheidend. Die Experten in unserem Labor besitzen über 20 Jahre Erfahrung in diesem Bereich und sorgen für effiziente Prozesse in der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der Analyse.

Besondere Bedeutung kommt hier der Art und Beschaffenheit der Probe zu. Das Grundmaterial muss geeignet sein für die NAA – entweder weil das Material selbst inaktiv ist oder eine schnelle Abklingzeit besitzt. Besonders geeignet für die NAA sind Silizium-, Quarz- oder auch Kunststoff-Proben sowie Kohlenstoff-Verbindungen. Der gelieferte Probensatz wird von unseren Experten im Rahmen der Probenvorbereitung sauber verpackt und für die Bestrahlung im Reaktor präpariert. Abhängig von Art und Form der Proben sowie der Art der Kontaminationen wird ein Proben- und Messplan aufgestellt, um die ideale Bestrahlungsdauer, Neutronenflussdichte sowie die Zeitpunkte und Dauer der Messungen festzulegen.

Dabei gilt: Je länger die Bestrahlungs- und Messdauer und je besser der Zeitpunkt für die Messung festgelegt wird, desto niedriger sind die individuellen Nachweisgrenzen für die in der Probe vorhandenen chemischen Elemente. Die Nachweisgrenzen einzelner Elemente sind allerdings nicht immer der entscheidende Faktor, wenn es darum geht, aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. Besonders bei kontaminierten Proben kommt es zu störenden Effekten wie Interferenzen, die sich beispielsweise durch eine längere Messzeit oder größeren Abstand zum Detektor reduzieren lassen. Dadurch kann nicht für jedes chemische Element die ideale Nachweisgrenze erreicht werden, die Ergebnisse werden aber in ihrer Gesamtheit deutlich aussagekräftiger.

Unser Expertenteam behandelt jeden Probensatz und jede einzelne Probe für die NAA individuell, sodass wir für jede Fragestellung die besten Analyseergebnisse liefern können. Dabei garantieren wir bei der Analyse die beste Kombination aus Schnelligkeit, Kosten und Ergebnisqualität für Ihre Anforderungen. 

Sie möchten wissen, ob die Neutronenaktivierungsanalyse für Ihre Analysefragen das geeignete Verfahren ist? Sie benötigen individuelle Nachweisgrenzen für bestimmte Elemente, für die eine ultrasensitive Analyse Ihrer Proben erforderlich ist? Kontaktieren Sie uns für ein erstes Beratungsgespräch, um Möglichkeiten und Methoden für Ihre Wünsche zu erörtern und offene Fragen zu klären.