Способ имплантации радиоактивных ядер бериллия-7

(57) Использование; Сущность изобретени ким содержанием водо род-газ) облучают пу ускоренным до энерги ный пучок борапосл ют фильтром толщин ионов борапосле ко ным между конвертор разцом, 1 ил,в ядерн я: конвер рода (напр ч ком ион и 30-90 М е конверта ой, равн нвертора, ом и облу и физике.тор с высо- имер, водоов бора, эВ, Первичра устраняой пробегу установленаемым обоставленная цель дос длагаемом способе, к содержанием водоро д-газ) облучают пучко ренным до энергии до ыбран исходя из сече ллия), Причем тол рают оптимальной (д гсм ), а эергиго ион рают оптимальной 6 - и это является су чтобы воспрепятств тигается тем, что онвертор с высода (например, вои ионов бора, 80 МзВ), (интерний образования щину конвертора ля водорода-газа ов боратакже 0-80 МзВ, Кроме щественным, для овать попаданиго им до ус вал в бери ы ыб го ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОЛЛСТВО СССР(71) Институт атомной энергии им, И.В,Курчатова(72) Н,И,Веников и А,А.Оглоблин (73) Институт атомной энергии им, И,В,Курчатова(56) Маиогу М, еТ а, ТгЬоо 9 у ЗгцОез Ве Згпрагпаг)оп п а Сегагпс Яагпрез, - Мцс.пз 1 гцт, апс Мей, В 40/41, 1989, р. 579,Авторское свидетельство СССРI К 1758676, кл. 6 21 К 5/00, 1990. Изобретение относится к ядерной физике, а именно к способам для облучения образцов и иэделий заряженных частицами и предназначено для создания радиоактивной метки, состоящей иэ имплантированных ядер бериллия, необходил 1 ой, например, для исследования износа или коррозии исследуемых образцов или изделий,Цель изобретения - расширение области применения способа на обьекты из легкоплавких материалов с низкой теплопроводно(54) СПОСОБ ИМПЛАНТАЦИИ РАДИОАКТИВ-ЫХ ЯДЕР БЕРИЛЛИЯпервичного пучка бора(имеющего интенсивность более чем на три порядка большую величину, чем интенсивность имплантируемых в образец ядер бериллия) между водородосодержащей мишенью и образцом помещают металлический фильтр с хорошим тепловодом такой толщины, чтобы только задержать ионы бора, а часть ионов бериллия, образованных в водородосодержащей мишени прошла через него ф и имплантировалась в образец, Это возмож- ( но вследствие того, что удельные потери энергии (гЕ/с)Х) в одинаковом материале и (р при одинаковых энергиях для борасущественно больше, чем для бериллия. Сопо-ставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от него тем, что используется облрчение не ионами лития(реакция Н(, Ве), а облучение ионами бораконвертора с высоким содержанием водорода; т.е. реакция Н( В, Ве), имегоцая так 1 о же высокое сечение образования Ве (до 350 мБарн в диапазоне энергий "В 40-70МэВ), причем между водородосодержащей мишенью и образцом помещается фильтр такой толщины, чтобы он задержал первичный пучок бораи пропустил большую часть ионов бериллияв образец. Это позволяет имплантировать в образец только ядра бериллия, пучок которых имеет малую мощность, поэтому не вызывает перегрева легкоплавких материалов, из которых может быть изготовлен образец или изделие (таких, как например, пластмассы или резина), чего невозможно добиться в прототипе,510 Концентрация бериллияв каждой иэ фольг регистрировалась путем измерения гамма-излучения, вызываемого распадом бериллия(Е )=48 кэВ) и результаты измерений использовались для калибровки. По 50 сле этого в таком же режиме вместо стопки Предлагаемый способ осуществляется 15следующим образом,Пучок ионов бораускоренных в ускорителе (1) оптимальной энергии (60-80МэВ) входит в водородасодержащий конвертор(2) толщиной, зависящей от энергии 20первичного пучка и материала конвертора иопределяемой также зависимостью сечения .образования бериллияот энергии бора 10, образует в конверторе пучок ядер бериллия- с определенным спектром энергий, В 25конце конвертора устанавливается фильтр(3), толщина которогоф равна пробегуионов борав материале фильтра иличуть-чуть больше. Т.а. весь первичный пучокионов боразастревает в конце фильтра, 30а большая часть ионов бериллияиз-заменьших удельных потерь энергии этимиионами (т,к. заряд их ядер меньше зарядаядер бора) проходит через фильтр, потеряв только часть своей энергии, и имплантируется в образец (4), который необходимоисследовать на износ или коррозию.П р и м е р. Предлагаемый способ реа-лизован следующим образом, Пучок ионовбораускорялся в циклотроне до энергии 4060 МэВ и облучал газовый водородный конвертор толщиной 3,6 мг/см, отделенный отионопровода циклотрона фольгой иэ дуратерма толщиной 8 мг/см, Пучок ядер берил 2лия, образуемый в реакции Н( В, Ве)1 7выходил из конвертора и имплантировался встопку тонких (8 мкм) алюминиевых фольг,фольг устанавливался алюминиевый фильтр толщиной 58 мкм, а за ним по ходу пучка образец из полиамида, после чего опять происходило облучение системы бором, В этом случае весь первичный пучок бора-.10 задерживался фильтром, а в образец имплантировались толька ядра бериллия. Облучение проводилось током ионов бора0,5 мкА, Последующие исследования показали, что при интеграле тока 1,7 мкА ч в полиамидный образец было имплантировано 6 10 ядер бериллия(2,5 мкКи) без каких-либо повреждений образца (т.е. беэ попадания первичного пучка борана образец). Полученная в эксперименте скорость имплантации ядер бериллияв образец существенно превосходит скорость имплантации, описанную в литературе, полученную в другом способе.Использование предлагаемого способа имплантации бериллияв образцы обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества,Позволяет имплантировать радиоактивные ядра бериллияв легкоплавкие образцы и иэделия без изменения их структуры, причем при этом обеспечивается высокая скорость имплантации бериллия( 10 ядер/с). Если учесть, что радиоактивные ядра бериллия, имплантированные в пластмассовые или резиновые изделия, являются практически единственными радиоактивными ядрами для создания меток при изучении износа этих материалов, иэ которых в настоящее время изготавливаются многие детали машин (например, в автомобилестроении), то предлагаемый способ имеет большое технико-экономическое значение,Формула изобретенияСпособ имплантации радиоактивных ядер бериллия, включающий облучение водородсодержащего конвертора пучком ионов и установку имплантируемого обьекта в поле ядер бериллия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения способа на объекты из легкоплавких материалов с низкой теплопроводностью, конвертор облучаот ионами борас энергией в диапазоне 30-90 МэВ, а между конвертором и имплантируемымобъектом устанавливают металлический фильтр с толщиной, равной пробегу ионов борапосле конвертора,1811636 Юэль луома Виь ектор Н фф ИЛЮк 083 юФф. Иванова ТО Подписноеиям и открытиям наб., 4/5 Тиражого комитета по изобрете 5, Москва, Ж, Раушска и ГКНТ С Гасу Про й комбин ГО СтвЕниО Заказ 146 ВНИИстаен 11 ЗО остаехред ель Н, ВениковМ.Моргентал ул. Гагарина, 1