Способ имплантации радиоактивных ядер бериллия-7

(5 ГОСУДАРСТВЕ Н 11 ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова(56) Константинов И,О, Методы поверхностной активации в контроле износа и коррозии. - Изотопы в СССР, вып. 73, 1988, с. 5.Ма 1 огу М. е 1 а Тг 1 Ьо 1 о 9 у Ятцс 11 ев Ве 1 гпр 1 аптатоп 1 п а сегагп 1 с Яап) рез, - йос. пэтгогп апб Мей В 40/41, 1989, р.579.(54) СПОСОБ ИМПЛАНТАЦИИ РАДИОАКТИВНВХ ЯДЕР БЕРИЛЛИЯ(57) Использование: ядерная физика, а более конкретно - способы облучения образи, в- кй,м Изобретение отн ке, а более конкретн ния образцов и и частицами, и предна радиоактивной метк радиоактивных ядер мой, например, для исследуемых образц б импл ислеи тации радиоакдер бериллия), температурной хности образца, в глубь материвысоко рс повер их ядер,способа является ть имплантации на уемую для исследо- совершенно неудоведеление конценперпендикулярно к ом этого труднос ну, треб а также е распр риллияИзвестен спосотивных ядер (в томзаключающийся вдиффузии этих ядепокрытого слоем эала.Недостаткчрезвычайнаябольшую глубиваний износа.летворительнотрации ядер бе осится к ядерной физио - к способам облучезделий заряженными значается для создания и из имплантированных бериллия, необходиисследования износа ов или изделий. цов и изделий заряженными частицам предназначается для создания радиоакт ной метки из имплантированных радио тивных ядер бериллия, необходимо например, для исследования износа иссл дуемых образцов или изделий. Сущнос изобретения: производят. облучение вод родсодержащего, например полиэтилен вого или газового конвертора ионам литияс энергией в диапазоне 40 - 60 Мэ Для получения равномерноо распредел ния ядер бериллияв имплантируемом об екте производят дискретное облучен конвертора ионами литияне менее чем двумя различными энергиями в указанно диапазоне. 2 з.п.ф-лы. 5 ил, 1 табл. поверхности образца (экспоненциально убывающее).Наиболее близким к предлагаемому является способ имплантации ядер бериллия, полученных в результате облучения мишени из углерода пучком ионов азота, ускоренных в ускорителе до энергии более 240 МэВ при использовании оеакции фрагментации С( й, Ве).Известный способ имеет ряд недостатков, Поскольку сечения фрагментации малы (менее 10 мБарн), то коэффициент конверсии (отношение числа образованных ядер бериллияодним ядром первичного пучка ускорителя при прохождении мишени-конвертора) мал и составляет не более 10 Ускоритель, требуемый для получения такой высокой энергии ионов азота (более 240 МэВ), очень дорогой (в прототипе использовался для этого уникальный сверх- проводящий циклотрон). Интенсивностьпучка ионов азота с такой энергией мала,Все это приводит к малой производительности бериллия,Цель изобретения - повышение производительности, 5Поставленная цель достигается тем, чтов способе имплантации радиоактивныхядер бериллияпроизводят облучение водородсодеркащего конвертора пучком .ионов лития, ускоренным до энергии 40 - 1060 МэВ.Кроме того, конвертор облучают пучкомлитиядискретно не менее чем с двумявыбранными энергиями из диапазона 4060 МэВ, 15При этом в качестве конвертора используют заполненную под давлением водородом камеру с толщиной не менее 5 мг/смпри размещении имплантируемого объектанепосредственно на камере с противопо.- 20ложной облучающему пуцку стороны,На фиг. 1 показана схема реализацииспособа; на фиг. 2 - зависимость коэффициента конверсии от энергии Е ионов лития для полиэтиленового конвертора с толщиной 20 мг/см; на фиг. 3 - зависимость концентрационных распределений имплантированных в алюминиевые фольги ядер бериллияпри разных энергиях ионов литиядлятого же конвертора; на фиг, 4 - получение ЗОоднородного распределения концентрациибериллияв образце путем облучения полиэтиленового конвертора пучком лития с двумя энергиями и разными интеграламитока (Е 7 ы = 55 МэВ и Е 7 ы = 45 МэВ), 35причем при облучении с Е 7 ы = 45 МэВмежду конвертором и образцом устанавливается фольга из алюминия толщиной18 мКм; на фиг. 5- зависимость коэффициента конверсии от толщины газового водородного конвертора и энергии пуцка ионовлития,Способ осуществляют следующим образом,Пучок ионов лития, ускоренныйв ускорителе 1 до энергии 40-60 МэВ в зависимости от материала конвертора и толщинывыходящего из ускорителя фольгового окна,облучает водородсодержащий конвертор 2с толщиной 1, зависящей от материала конвертора, При этом образуется пучок ядербериллия, который имплантируется в обьект 3.Предлагаемый способ реализован следующим образом, 55Пучок ионов литияускорялся в циклотроне до энергий от 4 до 60 МэВ и облучал полиэтиленовый конвертор толщиной 202мг/см, Пучок ядер бериллия, образующийся в конверторе по реакции Н ( , Ве), выходил из конвертора и имплантировался в стопку тонких (6 мкм) алюминиевых фольг, Концентрация бериллияв фольгах регистрировалась путем измерения гамма-излучения, вызываемого распадом бериллия(Е= =478 кэВ). Измеренный коэффициент конверсии в зависимости от энергии ионов литияприведен на фиг, 2, а распределение концентрации бериллияв фольгах - на фиг, 3. Из этих рисунков видно, что имеется оптимальное значение энергии ионов лития, при котором коэффициент конверсии достигает высокого значения (более 3 10 ) для толщины полиэтиленового конвертора2(20 мг/см ). Обоснование интервала энергии ионов литиядля данного способа следует из данных табл. и фиг, 2, откуда видно, что при уходе из диапазона 40-60 МэВ коэффициент конверсии падает до 0 при снижении энергии до 35 МэВ и в 4 раза при увеличении энергии с 50 до 65 МэВ.Форма спектра концентраций (фиг, 3) позволяет легко делать однородное распределение концентрации бериллияпо глубине образца путем изменения энергии ионов лития, облучающего конвертор, что иллюстрируется фиг. 4.Аналогичные зависимости коэффициента конверсии от энергии ионов литияи толщины конвертора полуцены и для газового водородного конвертора (фиг. 5).Формула изобретения 1, Способ имплантации радиоактивных ядер бериллия, заключающийся в получении ядер бериллияпутем облучения конвертора пучком ускоренных ионов и размещении имплантируемого объекта в поле образовавшихся ядер бериллия, о тличающийся тем,что,сцелью повышения производительности, производят облучение водородсодержащего конвертора ионами литияс энергией в диапазоне 40 - 60 МэВ.2, Способ по п. 1, от л ич а ю щи й с я тем. что облучение конвертора производят дискретно не менее цем при двух различных энергиях из указанного диапазона.3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве конвертора используют заполненную под давлением водород 2 ом камеру с толщиной не менее 5 мг/см и имплантируемый обьект размещают непосредственно на камере с противоположной облучающему пучку стороны.1758676 65 60 50 40 45 35 2,7 10 3,7 10 1,3 10 Энергия ионовлития - 7, МэВ Коэффициент конве сии. М 43 40 0 О 2 ОЛ 7 с/Р 1 Редакто Корректор Т. Вашко аковс Заказ 3062 Тираж Подписное В 1 ИИПИ,кдарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5