Способ изготовления источника позитронов

(57) Использование; изготовление ист ков позитронов, используемых для из ния времени жизни позитронов исследовании твердых тел, Сущность бретения: для изготовления источник пользуется пленка специального аморф сплава толщиной 0,2 - 2 мкм, изготовля путем ионно-плазменного напылени подложку. Специальные меры обеспе ют возможность манипуляции с фоль малой толщины при изготовлении ист ка и его механическую надежность, собственной аннигиляции при исполь нии аморфной пленки толщиной 0,5 мк ставляет 3 - 6;. 1 з.п,ф-лы, 1 ил едователь- аллургии ы и тех- озитротгопз аког Мет. 1980, СТОЧНИ 1, При напылении сплава на охлаждаемую подложку происходит его аморфизация, причем при указанном составе сплаваи надлежащем выборе материала подложкав получаемой пленке отсутствуют несплошности, если толщина пленки превышает 0,1мкм,2. Благодаря аморфному состояниюобеспечивается высокая механическаяпрочность пленки. Так, усилие на разрываморфной пленки указанного состава в3,5 - 4 раза превышает характерное для холоднокатаной никелевой фольги такой жетолщины,ОО С) нки ста- исталлийчив к ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДЙМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯКАПОЗИТРОНОВ Изобретение касается способов изготовления радиоизотопных источников ионизИрующих излучений, точнее, способа изготовления источника позитронов для измерений времени жизни позитронов,Цель изобретения - уменьшение фона собственной аннигиляции и повышение надежности источника.Поставленная цель достигается благодаря использованию в конструкции источника пленки аморфного сплава на основе титана, легированного цирконием и кремнием, например, Т 1 - 10 Ег - 15=,ь 3 получаемого в виде аморфной пленки толщиной 0,1-2 мкм, путем ионноплазменного осаждения изтазовой фазы на подложку. Указанный сплав характеризуется следующими свойствами: 3, Физические свойства и ильные вплоть до температуры ации400 С. Сплав ус оздействию кислот,очни- мерепри изоа исного емая я на чивагами очниФон зовам соСочетание указанных свойств сплава Тг-Я позволило предложить следующую методику изготовления источника. Используют две заготовки аморфной пленки, причем пленка не отделяется от подложки, на которую производилось ее осаждение. Используется также медная шайба толщиной 0,07-0,1 мм, которая является механической основой источника.При изготовлении источника водный раствор позитроноактивного препарата, наносят в центр медной шайбы, приклеенной к одной из заготовок аморфной пленки. Раствор выпаривается, а осадок локализуется путем приклеивания к шайбе второй заготовки подложкой наружу, После полимеризации клеевого соединения источник покрывается лаком, за исключением своей центральной части диаметром, соответствующим диаметру активной зоны источника. После этого источник опускают в раствор кислоты и вытравливают подложку в центральной его части, чем обеспечивается выход позитронов через окошки из аморфной пленки. Как уже отмечалось, толщина пленки может находиться в пределах 0,1-2 мкм,Изготовленный таким образом источник показан на фиг.2, Он имеет повышенную механическую надежность благодаря использованию шайбы 3, Этому способству.ют также отбортовки из материала подложки 4. Они защищают активную зону 1 источника, локализованную фольгой 2, от случайного повреждения пинцетом или образцами при проведении экспериментов в геометрии "сандвич".Достоинством способа является еще и то, чта толщина используемых пленок им не ограничивается, поскольку все манипуляции при изготовлении производятся вместе с подножкой. Разум н ы й и редел . уменьшению толщины пленки обусловлен в основном влиянием фона собственной аннигиляции источника на точность измерения времени жизни позитронов в образцах.Если толщина пленок менее 0,5 мкм, то интенсивность фоновой аннигиляции составит примерно 5 и ошибка измерения станет определяться другими факторами эксперимента таким как разрешение, дрейф пулевой линии и т.п.Использование пленок аморфных спла-.вов, полученных методом ионна-плазменного напыления, для изготовления источников позитронов неизвестно и соответствует критерию "новизна".Предлагаемый способ позволяет изготавливать источники на основе пленок практически любой необходимой толщины, т.к.не возникает проблем с манипуляцией и склеиванием даже при их толщине 0,1мкм. Поликристаллические фольги такойтолщины не поддаются манипуляции изза наличия сил молекулярного сцепления,5 поверхностного натяжения и т,д. Практически нереальной является задача обеспечения сплошности таких фольг при толщинеменее 1 мкм,Использование аморфного сплава вме 10 сте с,подножкой позволяет избежать отмеченных трудностей и получить не толькопрямой эффект, связанный с уменьшениемфона собственной аннигиляции, но и сверхсуммарной, дающий саму воэможность изго 15 товления надежных источников с толщинойокошек менее 1 мкм.Экспериментами показано, что в качестве подложки при ионноплазменном напы 1лении целесообразно использовать медь20 или алюминий, т,к, при этом в напыляемойпленке отсутствуют несплошности, еслитолщина пленки превышает 0,1 мкм.Пример реализации способа.Для изготовления источника позитро 25 нов использовалась аморфная пленка, полученная на .стандартной. установке, ионна-плазменного напыления, Твердаяраспыляемая мишень имела состав М -10, 2 г - 15 В, содержание примесей30 азота и углерода не превышало 0,14 мас.ф .В качестве. подложки использовалась электролитическая медь толщиной О, 1 мм, охлаждаемая до температуры жидкого азота.Характеристики процесса напыления: ток35 плазмы 20 А, напряжение плазмы 30 В, токна мишень 500 мА, напряжение мишени -2Кв, Толщина покрытия составляла 0,5 мкм идостигалась за время напыления 15 мин.Медная шайба имела толщину 0,1 мм,40 внутренний диаметр 3 мм, наружный - 12мм и приклеивалась кодной из заготовокаморфной пленки с помощью клея Бф,Полимериэация клея осуществлялась притемпературе 250 С в течение 1 ч.45 Поэитроноактивный препарат йаС(водный раствор) наносился с помощью микропипетки в центр шайбы на заготовку изаморфной пленки. После выпаривания кшайбе приклеивалась вторая заготовка50 аморфной пленки подложкой наружу.После склеивания источник покрывалсяцапон-лаком, за исключением своей центральной части. Подложка вытравливалась спомощью азотной кислоты.55Было изготовлено 4 источника позитронов активностью 0,5, 0,7, 1,0 и 1,5 МБк, Эксплуатация источников в течение 1 годасопровождалась контролем их активностипо счетным приборам и взятием мазков с1806412 ний, на подложке, причем пленку получают путем осаждения на охлажденную подложку из газовой фазы компонентов сплава, перед нанесением раствора препарата к аморфной пленке приклеивают шайбу с наружным диаметром, равным диаметру источника, и внутренним, соответствующим размеру активного пятна, раствор позитроноактивного препарата наносят в центр шайбы на аморфную пленку, а локализацию осадка осуществляют путем приклеивания к шайбе второй пленки аморфного сплава на подложке, идентичной первой, подложкой наружу, после чего удаляют подложки путем травления с обеих сторон источника в его центральной части, напротив активного пятна.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью оптимизации размеров источника, шайбу выполняют из меди толщиной 0,1 мм с внутренним диаметром 3-4 мм и наружным 10-12 мм, а в качестве материала подложки используют медь или алюминий толщиной 0,1-0,2 мм,Составитель А.Жихаревактор А. Коляда Техред М. Моргентал Карре ив аказ 976 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, РаушскПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг ул,Гагарина, 10 поверхности. Ни в одном из источников потери активности не обнаружено.Фон собственной аннигиляции в металлических частях источника составлял от 3 до 6 ф 6. Для сравнения исследовался источник, 5 изготовленный по известной методике, однако на основе пленки холоднокатанного никеля толщиной 2 мкм, Фон собственной аннигиляции в таком источнике составил 14 ф 4, что наглядно демонстрирует преиму щества предлагаемого способа,.Формула изобретения1. Способ изготовления источника позитронов, включающий капельное нанесение раствора позитроноактивного 15 препарата на металлическую фольгу, его выпаривание и локализацию осадка с помощью второй металлической фольги, о тл и ч а щ и й с я тем, что, с целью умень шения фона собственной аннигиляции и 20 повышения радиационной надежности источника, в качестве металлической фольги используют пленку аморфного сплава на основе титана, содержащего цирконий и кремПодписноеям и открытиям при ГКНТ СССРнаб 4/5