Позиционно-чувствительный детекор альфа-частиц

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ регистрации альфа-частиц,выполненного с возможностью охватывания всех углов рассеяния альфа-частиц,дублирование показаний и возможность оценки энергии альфа-частиц. Технический результат достигается за счет выполнения детектора в виде протяженного фотослоя в двустороннем контакте с фольгой с возможностью регистрации рассеянного альфаизлучения во всем диапазоне углового распределения. Предполагается после облучения альфа-частицами проявление фотопленки и анализ картины ее потемнения при помощи микрофотометра или сканера. Дополнительно производится травление фотопленки раствором щелочи с дальнейшим подсчетом плотности треков при помощи оптического микроскопа и анализа диаметров треков с целью определения энергии альфа-частиц. Сравнение результатов двух этапов анализа фотопленки способствует повышению их достоверности.(72) Дьячков Вячеслав Валерьевич Шакиров Александр Леонидович Юшков Александр Витальевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет имени аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к технике измерений ионизирующих излучений, более конкретно - к позиционно-чувствительным детекторам альфачастиц. Технический результат - разработка конструкции позиционно-чувствительного детектора для Изобретение относится к технике измерений ионизирующих излучений, более конкретно - к позиционно-чувствительным детекторам альфачастиц. В качестве прототипа избран позиционночувствительный детектор альфа-частиц (А.с. СССР 1612767, кл. 01 5/10, 1988.). Детектор выполнен в виде плоского фотослоя с плотно прижатой к его сторонам металлической фольгой. В качестве материала металлической фольги использованы металлы. Это позволяет выделить сигнал вторичного рассеянного ядерного излучения из мощного фона гамма- лучей и обеспечивает тем самым возможность одновременной регистрации вторичного ядерного излучения на плоском фотослое. К достоинствам данного детектора относится возможность измерения при помощи позиционночувствительного детектора как интенсивности потока альфа-частиц, так и места их попадания на фотослой. К недостаткам относится то обстоятельство, что позиционно-чувствительный детектор имеет сравнительно небольшие размеры в поперечнике,что затрудняет или делает практически невозможным определение места попадания альфачастиц на фоточувствительный слой во всех диапазонах их углового рассеяния. Это вынуждает использовать наборы таких детекторов, вплотную поставленных рядом друг с другом, что приводит к неудобству в работе с детекторами и делает неопределенной идентификацию альфа-частиц на границе соприкосновения двух детекторов. Метод недостаточно информативен, так как не позволяет определить или даже оценить энергию альфачастиц. Кроме того, метод недостаточно надежен,так как фотопленка подвержена фоновой засветке. Цель изобретения - пополнение знаний о структуре атомных ядер. Задача изобретения - повышение точности и информативности измерений. Технический результат - разработка конструкции позиционно-чувствительного детектора для регистрации альфа-частиц,выполненного с возможностью охватывания всех углов рассеяния альфа-частиц,дублирование показаний и возможность оценки энергии альфа-частиц. Технический результат достигается за счет выполнения детектора в виде протяженного фотослоя в двустороннем контакте с фольгой с возможностью регистрации рассеянного альфаизлучения во всем диапазоне углового распределения. Предполагается после облучения альфа-частицами проявление фотопленки и анализ картины ее потемнения при помощи микрофотометра или сканера. Дополнительно включается травление фотопленки целью определения энергии альфа- частиц. Сравнение результатов двух этапов анализа фотопленки способствует повышению их достоверности. Сущность изобретения поясняется чертежами На фиг. 1 - схема изготовления позиционночувствительного детектора на фиг. 2 - вид готового 2 позиционно-чувствительного детектора на фиг 3 схема установки детектора в камеру рассеяния. Рассмотрим процесс изготовления позиционно чувствительного детектора. Детектор представляет собой цветную фотопленку фирмыили другого производителя с чувствительностью 100200 ед. с 36/24 кадрами, обернутой алюминиевой фольгой толщиной не более 12 мкм. На фиг. 1 показан процесс упаковки фотопленки в фольгу. Все манипуляции выполняются в темной комнате, чтобы не засветить фотопленку. Рабочая длина ТТД должна соответствовать длине окружности камеры рассеяния за вычетом диаметра окна входного отверстия. На фиг.1 номером 1 обозначена кассета, в которой изначально находится фотопленка 2. Производится оборачивание фотопленки 2 алюминиевой фольгой 3 так, как показано на фигуре стрелками с последующей заклейкой концов фольги скотчем 4. На фиг.2 изображен готовый позиционночувствительный детектор. Помещение детектора в камеру рассеяния альфачастиц производится после всех юстировочных работ в камере рассеяния (см. фиг.3). Детектор 5,представляющий собой фотопленку, завернутую в фольгу, устанавливается в плоскости оси пучка,обозначенного горизонтальной линией, направление пучка обозначено стрелками. Здесь 6 - ядерная мишень, на которой происходит рассеяние альфачастиц, а 7 - корпус вакуумной камеры рассеяния. Облучение детектора производится пучком альфа-частиц заданной энергии и неизменном токе пучка за определенный промежуток времени. Время экспозиции может варьировать в зависимости от тока пучка в широком временном интервале. Извлечение детектора производится осторожно,с тем, чтобы не повредить алюминиевую фольгу и не засветить пленку. После этого пленка проявляется в проявочном аппарате по стандартной методике. Затем производится обработка пленки на микрофотометре или сканере с последующим анализом характера потемнений и снятием спектров. На следующем этапе производится травление пленки в растворе щелочи либо КОН, либо . Для этого пленку наматывают на улитку проявочного бачка и помещают в емкость с предварительно термостатированным раствором щелочи. Температура раствора остается постоянной за все время травления, которое определяется опытным путем. После этого пленку тщательно промывают несколько раз дистиллированной водой и сушат. Травление приводит к увеличению размеров диаметров треков, после чего они становятся доступными для наблюдения в оптическом микроскопе. Пленку помещают на предметный столик микроскопа, устанавливают необходимую степень увеличения и проводят подсчет плотности треков во всех диапазонах и измерение их диаметров. При необходимости проводят фотографирование картин треков при помощи цифрового фотоаппарата непосредственно через окуляр микроскопа и в дальнейшем наблюдают на экране монитора компьютера. Была проведена серия экспериментов с использованием заявленного детектора на ускорителе альфа-частиц. Можно было снимать одномоментно весь спектр рассеяния альфа-частиц во всем диапазоне углов рассеяния (от 0 градусов и до углов в 180 градусов). Сравнение кривых по результатам микрофотометрирования и оптического анализа выявило их практическую идентичность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Позиционно-чувствительный детектор альфачастиц в виде фотопленки, окруженной с двух сторон металлической фольгой, отличающийся тем, что детектор выполнен с возможностью охвата всего диапазона угловых распределений альфачастиц, а также последующего травления фотопленки раствором щелочи фиксированной температуры с дальнейшим подсчетом плотности треков и их диаметров, анализом их формы и размеров при помощи оптического микроскопа.