Способ определения кривой распределения наведенной активности по глубине изделия

,ЯО 963381 3(5 Р. й 01 й 23 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56)1 Авторское свидетельство СССРМ 330989, кл. С 01 М 3/56, 1971.2. Авторское свидетельство СССР(54) (57) 1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВОЙРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАВЕДЕННОЙ АКТИВНОСТИПО ГЛУБИНЕ ИЗДЕЛИЯ, активированногозаряженными частицами, заключающийсяв облучении заряженными частицамистандартного образца иэ материалаиэделия в том же режиме что и изделие, и определении распределения а(тивности по глубине изделия по измерениям на стандартном образце,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения радиационной безопасности работ, стандартный образецоблучают через поглотитель переменнойтолщины, для каждого значения толщины поглотителя регистрируют интенсивность наведенной активности и соответствующую данной активности глубину на кривой распределения активностиопределяют из соотношения Рс)=лягде б- толщина поглотителя;Р и Р- коэффициенты, зависящие отсвойств исследуемого веществаи материала поглотителя соот Яветственно,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю /)щ и й с я тем, что поглотитель изго- фтовляют иэ фольги, изогнутой по пара- Сболе.50 Изобретение относится к областитехнической физики и может быть использовано при реализации ядерно-физических методов контроля и анализа,например при исследовании и контролеизноса деталей машин и механизмов методом поверхнсстной активации ускоренными заряженными частицами.При внесении или навелении радиоактивности в материал иэделия существенной характеристикой метки являет в )ся распределение радионуклидов поглубине, Наиболее удобно для практических целей представлять это распределение в интегральном виде, т,е,в виде кривой уменьшения относительной активности метки при последовательном снятии верхних слоев с поверхности, При контроле за процессами уноса вещества (износом, коррозией,испарением, массопереносом и Лр.)это распределение служит в качестветарировочной кривой для перевода относительного изменения активности вабсолютную величину снятого слоя.П активационном анализе на заряженных 25:.астицах подобные кривые используются при изучении распределенияпримеси по глубине вещества,Таким образом, предварительное погтучение информации о распределенииактивности является необходимым этапом ралиоа(тивационных способов (онтроля и анализа, Известен способ получения этих кривых, заключающийсяв том, что для малых глубин активации и деталей сложной формы в качестве эталона используют само изделие,на ак ивированную поверхность котороГо наносят пленку кислотостой(оголака, разрушают ее в эоках контактаи снимают поверхностные слои материала в этих зонах измеряя остаточ"ную активность Г 1).Наиболее близким техническим решением к изобретению является способполучения кривой распределения наведенной активности по глубине изделия,активированного заряженными частицами, заключающийся в облучении заряхенными частицами стандартного образца из материала изделияв томке режиме, что и иэделие, и определении распределения активности поглубине иэделия по измерениям настандартном образце (2),Олнако гри использовании этихспособов снятие слоев с хрупких итвердых материалов (из которых нельзя прокатать фольги) может привестик большим ошибкам в кривой распределения активности по глубине вследствие втирания, растравливания непарал 50лельного снятия слоев и т,п,Операция снятия слоев требует соблюгения серьезных мер предосторожности с точки зрения техники безопасности (большая часть травителей 65 чрезвычайно токсична) и особеннорадиационной безопасности, так какпри шлифовании и травлении активныхобразцов персонал, постоянно занятый этой работой, может оказатьсяв условиях, требующих специальныхмер зашиты и особого оформленияэтих работ,Целью изобретения являетсяустранение указанных недостатков, аименно получение кривых распределения активности по глубине для материалов, из которых нельзя изготовитьтонкие фольги, радиационно-безопасным методом, исключив операцию снятия поверхностных слоев с образцов.Для достижения указанной цели поспособу определения кривой распределения наведенной активности по глубине изделия, активированного заряженными частицами, заключающемуся воблучении заряженными частицами стандартного образца из материала изде -лия в том же режиме, что и иэделие,и определении распределения активности по глубине иэделия по измерениям на стандартном образце, стандарт"ный образец облучают через поглотитель переменной толщины, для каждого значения толщины поглотителярегистрируют интенсивность наведенной активности и соответствующуюданной активности глубину на кривойраспределения активности опрелеляютиз соотношенияР( ярогде с( - толщина поглотителя; Р и Р- коэффициенты, зависящие отсвойств исследуемого вещест -ва и материала поглотителясоответственно,При этом поглотитель переменной тол - шины может быть выполнен в виде фольги, изогнутой по параболе.В соответствии с предлагаемым способом распределение радионуклида по глубине моделируют его распределением по поверхности путем активации сквозь поглотитель переменной толщины, Для каждого значения толщины поглотителя соответствующая ему толщина образца подсчитывается по известным полуэмпирическим соотношениям, Например, такой леревод может быть сделан с точностью не хуже 1-2 по формулерп= дп Р Исходя из этого, поглотитель перед образцом или клин может быть сделан из любого материала и достаточно точка пересчитан на материал образца. Поглотитель из материала самого образца, помимо возможности многократного использования, позволяет устранитьоперации истирания или растворениярадиоактивных образцов, что частоприводит к нарушениям техники безопасности.Наиболее удобным и простым способом получения поглотителя переменнойтолщины перед поверхностью образцаявляется установка фольги, изогнутойпо параболе. При этом через равныйшаг на поверхности толшина поглотителя меняется на одинаковую величину. 10Это существенно упрощает пересчетэквивалентных толшин,Точность получения распределенияпо глубине из распределения активности по поверхности в большой мере 15определяется распределением по поверхностии к оличе ств а (дозы) облучения Я=(С (ток пучка х длительность.активации) . С целью уменьшения этойошибки и упрощения измерений активности облучаемую поверхность удобносделать состоящей из ряда образцовучастков равной плошади и дозу облучения одииаковой для всех участков,Измерив интенсивность счета Мкот каждого участка, нормируют Ч,истроят зависимостью /М,от соответствующей толщины материала образца. Такимпутем получают искомое распределениеактивности по глубине материала.На фиг, 1 представлена схема облучения в соответствии с предлагаемымспособом; на фиг. 2 - полученная кривая распределения активности радионуклида для случая, описанного в примере.35Схема содержит стопку 1 образцов,образующих торцами единую облучаемуюповерхность, и/клиновидный поглотитель 2 в виде изогнутой по параболефольги, 40П р и м е р, Стопку из 10 образцов из кобальтового сплава стеллита(размером 10 х 10 х 1 мм каждый) устанавливали на платформе, совершающей равномерное возвратно-поступа- д 5тельное движение в плоскости, перпендикулярной оси пучка, сформированного диафрагмой 4 б мм. Облучениепроводили на выведенном пучке циклотрона протонами с энергией 22,8 ЯэВ.Облучение этой стопки без поглотителя показало, что все образцы получают одинаковую активность по радионуклиду 58 Со с точностью ы 1-2 Ъ.Поглотитель переменной толщиныизготавливали для сравнения двоякимобразом: иэ самого материала образца фреэерованием и шлифовкой подуглом 4 и укреплением Се - фольгитолщиной 250 мкм перед стопкой на2рамке, изогнутой по закону : 0,2где осьперпендикулярна облучаемой поверхности, а ось у направленапо поверхности через все образцы.В последнем случае толщина поглоти -теля на пути пучка достаточно точноописывалась формулой Во, и О а йгде с 3 - толшина фольги,Измерение радиоактивности обраэ -цов проводили через 1,5 месяца послеактивации на сцинтилляционномспектрометре с одноканальным анализатором в окне дискриминатора,в.ключаюшем фотопик 58 Со. Вклад других радионуклидов в интенсивностьсчета составил менее 5. Кривая распределения активности 58 Со по глубине получена путем радиометрииобразцов по ходу роста толщины поглотителя. Интенсивность счета отобразца при минимальном торможениипринимали за 1, Для учета различиятормозной способности материалаапоглотителя и образца величину толщины поглотителя в соответствии с формулой Максимова умножали на отношение рстеллито 1 рГе=1 й 03Кривые распределения 58 Со по глубине стеллита, полученные описанным способом с помощью поглотителейпеременной тошщины обоих типов, свысокой точностью совпали друг с дру.гом и с кривой, полученной тради -ционным способом истирания облученного образца на шлифовальном круге(см. фиг, 2) .Предложенный способ может бытьиспользован и в более общем случае,когда поверхность активируется полюбому известному закону и радиометрируется каким-либо координаточувствительным способом, например,с помощьюк авторадиографии, скеннировани я, гамма-к амер.Таким образом, в предлагаемомспособе операция снятия слоев с образца или иэделия исключена, чтоимеет большое з н ачени е дл я точи остикривой распределения активности поглубине и для условий труда персонала, регулярно занятого этой работой.Это особенно важно для большинстваисследований и методик, связанныхс прикладным использованием ускорен -ных заряженных частиц,Зак аэ 106 35/7 ТВНИИПИ ГосУДпо делам113035, Москва,П Патент, г,Ужгород, ул,Проектна Фили ьуфоат раж 873арственного кизобретений иЖ, Раушска Подпис митета СССР ткрытий наб д. 4/5