Метод появился после открытия искусственной радиоактивности и основан на образовании радиоактивных изотопов из определяемого элемента при облучении пробы ядерными или γ-частицами и регистрации полученной при активации искусственной радиоактивности. Тип распада и энергия излучения образовавшегося радиоизотопа характеризуют природу искомого элемента, а интенсивность радиоактивности пропорциональна концентрации определяемого элемента, сечению ядерной реакции σ и плотности потока облучающих частиц F.

Абсолютный метод определения количества элемента практически не применяют из-за сложности расчета σ и F, а используют метод сравнения с близким по составу образцом с известным содержанием определяемого элемента, который облучают одновременно с исследуемой пробой. Тогда

где х и хСТ – массы; А и АСТ – радиоактивности пробы и стандарта соответственно.

В зависимости от характера облучающих частиц различают несколько типов активационного анализа. Наиболее распространен нейтронно-активационный анализ. В этом методе для облучения чаще всего используют тепловые (медленные) нейтроны с энергией 0,025 эВ, способные активировать почти все химические элементы, начиная с натрия. Основное преимущество нейтронов низких энергий связано с тем, что они вызывают только одну ядерную реакцию, сечение которой, как правило, очень велико. Нейтрон захватывается определяемым элементом, причем в основном происходят n, γ – реакции, в результате которых получается изотоп того же элемента с атомной массой на единицу большей, например

Образующийся дочерний изотоп обычно радиоактивен, и по его радиоактивности определяют нужный элемент. Например,

При использовании быстрых нейтронов с энергией порядка 14 МэВ возможно протекание реакций с выделением протонов или α-частиц, например

Быстрые нейтроны используют в основном для активации легких элементов (О, N, F и др.).

Активацию заряженными частицами (протон, дейтрон и α-частица) применяют в тех случаях, когда отсутствует подходящий источник нейтронов или когда образовавшийся в результате реакции изотоп непригоден для работы, например, из-за малого сечения ядерной реакции. Это касается в первую очередь легких элементов. Например, облучение протонами используют при определении азота по реакциям

Применяют также облучение дейтронами, например при определении магния

При гамма-активационном анализе .используют радиоизотопы гамма-излучатели 124Sb, 241Am либо ускорители, в которых тормозное гамма-излучение возникает при взаимодействии потока электронов с атомами ряда тяжелых металлов. Определяют в основном легкие элементы: кислород, азот, углерод.

С использованием гамма-лучей связан фотонно-нейтронный метод анализа, основанный на измерении интенсивности нейтронного излучения, возникающего в результате ядерной реакции с гамма-квантами. Это специфичный метод определения бериллия и дейтерия, поскольку энергия связи нуклонов только в ядрах этих элементов меньше энергии гамма-квантов радиоактивного распада. Для всех остальных ядер она больше, и для активации требуются ускорители.