Способ изготовления нейтронных коллиматоров

/02 51) КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕНН О ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) И. В. Голосовский и С. П. Орлов (71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова (53) 539.135.5 (088.8)(56) 1. СагИе С. 1. е 1 а 1, Н 1 дЬ-еЛ 1 с 1 епсу Ьо 11 егвй 11 со 11 ипа 1 ог аког 1 Ьеппа 1 пец 1 гопз. - 3. о 1 РЬув 1 сз Е., 1977, 10,5, р. 543.2. Сад 11 оШ е 1 а . КцЬЬег-Ьо 11 ег зШ со 11 ппа 1 огз 1 ог пец 1 гоп зрес 1 готе 1 гу. - ТЬе йеч 1 ею о 1 ЬсепИ 1 с 1 пв 1 г. 1962, ч. 39,10, р. 1103.3. Ьа 11 ег Ч. 1,. е 1 а 1. Н 1 дЬ-гево 1 цЫоп сгуз 1 а 1 зрес 1 гове 1 ег 1 ог пец 1 гопз. - ТЬе 11 еч 1 еп, о 1 Ьс 1 епИ 1 с 1 пйг.,1956, 27,1, р,. 26.4. Ме 1 йег Н. е 1. а 1. Мец 1 гоп со 11 ипа 1 огз МВ р 1 а 1 ез о 1 зеН-соп 1 гас 11 пд 1 о 11 з. - Мцс 1 еаг 1 пз 1 г, апд Мей.,1973, ч. 108, р. 107 (прототип). ЯО 10548(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕЙТРОННЫХ КОЛЛИМАТОРОВ, ЗАКЛЮЧАЮЩИЙСЯ В СМАЧИ ВАНИ И ПЛЕНОК, фиксации смоченных пленок на жестких рамках, высушивании пленок для их само- натяжения, нанесении поглощающего покрытия и сборке рамок с пленками в многощелевой коллиматор, отличающийся тем, . что, с целью упрощения способа и повышения качества получаемых коллиматоров, производят смачивание целлофановых пленок в насыщенном водном растворе нитрата гадолиния с добавками поливинилацетатной эмульсии.Изобретение относится к технике физических исследований с помощью пучков тепловых нейтронов, а именно к способам изготовления многошелевых (соллеровских) нейтронных коллиматоров.Для того чтобы получить малую расходимость пучка при большом сечении, обычно при проведении нейтронофизического эксперимента применяются так называемые многошелевые (или соллеровские) коллиматоры, Эти устройства представляют на бор (стопку) плоскопараллельных поглошающихх нейтроны мембран (пластин), разделенных дистанционирующими прокладками так, чтобы между мембранами остался воздушный промежуток. Весь набор зажимается между двумя толстыми боковыми пластинами, которые обеспечивают необходимую жесткость конструкции. Качество коллиматора, или его поглощающая способность, тем выше, чем меньше поглошающего материала в пучке, т. е, чем меньше эффективная толщина мембраны. Эта величина, кроме собственной толщины мембраны и поглощающего слоя (если он есть), в силь. ной степени зависит от волнистости поверхности, особенно на свободных краях.Таким образом, при изготовлении много Б щелевых коллиматоров необходимо получить наименьшую эффективную толщину мембраны и исключить волнистость за счет натяжения мембран.Малая эффективная толщина мембраны особенно важна для малогабаритных колли- З 0 маторов, когда расстояние между мембранами мало (порядка 1 мм и менее), Обычно в таких случаях используются натягиваемые мембраны из тонких пленок или металлической фольги.При изготовлении натягиваемых мембран из тонких пленок или фольги пленку фиксируют на жесткой рамке, натягивают, затем наносят поглошающий слой. Натяжение мем. бран можно осуществить механическим способом.40Например, в случае использования мембран из майларовой пленки их предварительно натягивают и в натянутом состоянии фиксируют на рамки, а затем покрывают слоем поглошающего вещества 1.Однако этот способ весьма трудоемок 45 и малотехнологичен.Натяжение мембран может быть обеспечено конструкцией, но при этом невозможно изготовить достаточно малогабаритные коллиматоры, поскольку необходимо место для размещения натягивающего устройства,Известнь 1 е способы изготовления мембранс механическим натяжением не обеспечивают достаточно высокой плоскостности 2.Известны способы изготовления мембран, при реализации которых для натяжения мембран используют физические свойства материалов, например различные коэффициенты термического расширения материала поддерживающих боковых пластин и материала мембраны. Коллиматоры собирают в жидком азоте, а затем отогревают до комнатной температуры, в результате чего мембраны самонатягиваются 3.Способы практически пригодны лишь для изготовления единичных экземпляров, поскольку различие коэффициентов термичес. кого расширения очень мало и требуется исключительная точность сборки.Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ изготовления нейтронных коллиматоров, заключающийся в смачивании с помощью лака пленок из авиамодельной бумаги, фиксации этих пленок на жестких рамках, высушивании пленок для их самонатяжения, нанесении поглощающего покрытия, дополнительном натяжении пленок и сборке рамок с пленками 41,Основным недостатком известного способа является его многостадийность. Кроме того, необходимость нанесения лака и поглощающего слоя приводят к увеличению толщины пленки, что снижает эффективность коллиматора.Цель изобретения заключается в том, чтобы упростить способ и повысить качество получаемых коллиматоров.Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении нейтронных коллиматоров способом, заключающимся в смачивании пленок, фиксации смоченных пленок на жестких рамках, высушивании пленок для их самонатяжения, нанесении поглошающего покрытия и сборке рамок с пленками в многощелевом коллиматоре, производят смачивание целлофановых пленок в насыщенном водном растворе нитрата гадолиния с добавками поливинилацетатной эмульсии.Способ реализуют следующим образом.Вырезанные из целлофановой пленки мембраны вымачиваются некоторое время (не более 5 мин) в водном насыщенном растворе нитрата гадолиния - вещества, сильно поглошающего нейтроны. Затем мокрую пленку фиксируют на жесткой рамке и высушивают. При высыхании пленка сильно натягивается, что обеспечивает ей отличные поглощающие свойства. Целлофановая пленка в качестве материала для мембран предпочтительнее бумаги, так как обладает боль шей усадкой и потому лучше натягивается при высыхании, и кроме того, она значительно тоньше. Вымачивание пленки в водном насыщенном растворе вещества, хорошо поглощающего нейтроны, значительно упрощает технологию изготовления мембран, так как отпадают операции нанесения на пленку лака и поглощающей краски и дополнительно механического натягивания мембран за счет большей усадки целлофановой пленки. Кроме того, клеящие свойства раствора, полученные за счет добавления поливинилацетатной эмульсии (ПВА), делают не1054835 Редактор А.Маковская Техред И. Верес Корректор А. Дзятко Заказ 9110/54 Тираж 427 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 4/5 Филиал ППП Патеит, г. Ужгород, ул, Проектная, 43нужной операцию нанесения клея при фиксации пленки.По предлагаемой технологии изготовлены два коллиматора с габаритами 210 80" Х 20 мм. Использованы 10 мембран из упаковочной целлофановой пленки толщиной 0,03 мм с зазором 0,85 мм, что обеспечивает 1 васходимость 18 угл, мин. Испытания устройств на нейтронном пучке показали его высокую эффективность.Таким образом, предлагаемый способ изготовления самонатягивающихся мембран для коллиматоров зничительно проще известного способа и позволяет получить плоские колл иматоры, обладающие высокой эффекти вностью.