Что такое нейтронно-активационный анализ и в каких случаях он незаменим, можно ли с помощью этого метода проанализировать, чистым ли воздухом мы дышим, будет ли построен термоядерный реактор, какие он даст новые возможности и какие материалы для этого реактора могут предложить наши ученые, рассказывает Владимир Пантелеймонович Колотов, научный руководитель по направлению «Аналитическая химия» ГЕОХИ РАН, член-корреспондент РАН.

– Давайте поговорим об одном из направлений вашей научной работы. Это нейтронно-активационный анализ. Что это такое, для чего нужно?

– Этот метод анализа возник в стенах нашего института еще в начале 50-х годов, хотя изначально появился еще до войны, в 1936 году. Метод реально вышел в практику, когда появился первый ядерный реактор. Это очень чувствительный метод – он позволял определять чрезвычайно низкие концентрации элементов, до 10–9 грамма (нанограммы), то есть те количества элементов, которые в то время были просто недостижимыми.

Метод был, прежде всего, востребован в ядерной промышленности, потому что нужно было контролировать в реакторных материалах «вредные» элементы, которые поглощают нейтроны и присутствие которых негативным образом сказывается на протекании ядерных реакций, а значит, на возможности использования этих материалов в реакторах. Это были первые материалы, которые, собственно, и стали тогда предметом исследований.

– Каким образом можно определять низкие концентрации этих веществ?

– Вы берете материал, облучаете его нейтронами в ядерном реакторе. В свое время использовали тяжеловодный реактор, который находился в Черемушках. В 60–80-е годы в Москве было несколько реакторов, сейчас нет ни одного. При облучении нейтронами происходит ядерная реакция: захватывается нейтрон и образуется радиоактивное ядро, которое можно зарегистрировать с очень высокой эффективностью. Вот отсюда, собственно, и возникает высокая чувствительность самого метода анализа.

– Вы говорите, что сейчас в Москве нет ни одного реактора. Каким же образом вы продолжаете свою работу?

– У нас работают коллеги в Дубне, где находится импульсный реактор «ИБР-2». Сейчас, по сути дела, в России осталось несколько ядерных реакторов – в Томске, в Дубне, которые используются для нейтронно-активационного анализа.

– Сейчас этот метод продолжает применяться?

– Метод продолжает применяться, и он уже стал рутинным. И сейчас начинает вытесняться, уступая место другим методам. В настоящее время лидером в анализе следовых концентраций элементов является масс-спектрометрия.

– Вы тоже ее применяете?

– Тоже применяем. У нас два метода: масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой и атомная эмиссия. Комбинация этих методов дает возможность определять до 60–70 элементов, то есть сделать панорамный анализ разных образцов.

– Для чего это сейчас применяется? Только для ядерной промышленности?