Способ переноса наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора Российский патент 2025 года по МПК G21F1/10 B82B1/00 G01T5/10 

Изобретение относится к области ядерной физики и применяется в нейтронно-индуцированной трековой дозиметрии. Изобретение предназначено для оперативного переноса наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ [1] для переноса наночастиц с сетки (1 на фиг. 1 и фиг. 2) диффузионной батареи (2 на фиг. 1) на поверхность детектора (фиг. 3). Для переноса была использована рабочая жидкость спирт. Перенос наночастиц с сетки в рабочую жидкость осуществлялся под действием электрического поля. Сборка для переноса (фиг. 4) состояла из сетки диффузионной батареи с отобранными наночастицами, зажатой между двух медных колец 1, фторопластового кольца (изолятора) 2 и медного диска 3. Сборку помещали на дно стеклянного стакана 4 объемом 400 мл и заливали 100 мл спирта. Затем на электроды (медное кольцо 1 и диск 3) подавалась разность потенциалов 100 В в течение 5 мин. Аликвоты спирта, содержащего наночастицы, с помощью дозатора наносили на поверхность кварцевого детектора, помещенного на нагревательный столик для быстрого испарения спирта (фиг. 5). После нанесения растворов на поверхность детектора он высушивался при комнатной температуре в течение двух суток. Недостатком является сложность, необходимость в лабораторных помещениях, с привлечением квалифицированного персонала. Этот способ требует двое суток. Указанные недостатки делают его непригодным для использования в промышленных условиях.

Задачей изобретения является перенос наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора в промышленных условиях. Для выполнения задачи предложен способ переноса наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора, для этого используется канцелярская клейкая лента, которая первоначально плотно прижимается к поверхности сетки диффузионной батареи 1 со стороны 2, обдуваемой потоком воздуха 3 при работе диффузионной батареи (фиг. 6), затем клейкая лента отклеивается от сетки, при этом наночастицы остаются на канцелярской клейкой ленте. Затем канцелярская клейкая лента приклеивается на поверхность трекового детектора (фиг. 3), затем трековый детектор подвергают облучению в поле нейтронов, в результате деления ядер ²³⁹Pu и/или ^235,238U возникают осколки, которые взаимодействуя с материалом трекового детектора, оставляют в нем след разрушения. После облучения с трекового детектора снимают канцелярскую клейкую ленту, затем облученный детектор промывают растворителем, не взаимодействующим с детектором, для удаления оставшегося на детекторе клейкого слоя от канцелярской ленты. Далее детектор подвергают специальной обработке для визуализации или выявления образовавшихся треков. Под визуализацией или выявлением треков деления подразумевается любая процедура, которая обеспечивает увеличение первоначальной зоны дефектов, образуемых при взаимодействии осколка деления с материалом трека, до размеров, позволяющих использовать для анализа обычные оптические микроскопы (фиг. 7). Наиболее распространенным способом визуализации треков является метод избирательного травления поверхности детектора, по окончании процедуры травления детекторы подвергаются промывке в дистиллированной воде и высушиванию. Протравленные и высушенные детекторы просматриваются с помощью оптического микроскопа на предмет поиска дефектов. При необходимости получения изображений дефектов, используется фотоаппарат, сопряженный с микроскопом.

Указанным способом можно измерять наночастицы нанометрового диапазона.

Фиг. 1 Диффузионная батарея: 1 сетки диффузионной батареи; 2 диффузионная батарея в собранном виде.

Фиг. 2 Фрагмент сетки диффузионной батареи (увеличено).

Фиг. 3 - Трековый детектор из кварцевого стекла. Материал детектора может быть другой.

Фиг. 4 - Сборка для переноса наночастиц с сетки диффузионной батареи в рабочую жидкость.

Фиг. 5 Нагревательный столик для быстрого испарения спирта.

Фиг. 6 Сетка диффузионной батареи (схематично).

Фиг. 7 - Увеличенные травлением первоначальные зоны дефектов (треки), образуемые при взаимодействии осколка деления с материалом трека, до размеров, позволяющих использовать для анализа обычные оптические микроскопы (увеличение 200х).

Источники информации

1. Сыпко С.А., Введенский В.Э., Бобов Г.Н. Исследования статистических характеристик распределения размеров наночастиц ²³⁹PuO₂ в воздухе отделения оксалатного осаждения завода регенерации топлива ПО «Маяк» с использованием нейтронно-индуцированного метода измерения // Вопросы радиационной безопасности. - 2019. - №2. - С. 71-79.

Изобретение относится к области ядерной физики и применяется в нейтронно-индуцированной трековой дозиметрии. Для переноса наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора используется клейкая лента, которая первоначально плотно прижимается к поверхности сетки диффузионной батареи. Затем клейкая лента отклеивается от сетки, при этом наночастицы остаются на канцелярской клейкой ленте. Затем канцелярская клейкая лента приклеивается на поверхность трекового детектора, затем трековый детектор подвергают облучению в поле нейтронов, в результате деления ядер ²³⁹Pu и/или ^235,238U возникают осколки, которые, взаимодействуя с материалом трекового детектора, оставляют в нем след разрушения. После облучения с трекового детектора снимают клейкую ленту. Детектор подвергают обработке для визуализации или выявления образовавшихся треков методом избирательного травления поверхности детектора, по окончании процедуры травления детекторы подвергаются промывке в дистиллированной воде и высушиванию. Протравленные и высушенные детекторы просматриваются с помощью оптического микроскопа на предмет поиска дефектов. Изобретение позволяет перенос наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора в промышленных условиях. 7 ил.

Способ переноса наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора, отличающийся тем, что для переноса наночастиц с поверхности сетки диффузионной батареи на поверхность трекового детектора используют канцелярскую клейкую ленту, которую первоначально плотно прижимают к поверхности сетки диффузионной батареи со стороны, обдуваемой потоком воздуха при работе диффузионной батареи, затем клейкую ленту отклеивают от сетки, при этом наночастицы остаются на канцелярской клейкой ленте, затем канцелярскую клейкую ленту приклеивают на поверхность трекового детектора, затем трековый детектор подвергают облучению в поле нейтронов, в результате деления ядер ²³⁹Pu и/или ^235,238U возникают осколки, которые, взаимодействуя с материалом трекового детектора, оставляют в нем след разрушения, после облучения с трекового детектора снимают канцелярскую клейкую ленту, затем облученный детектор промывают растворителем, не взаимодействующим с детектором, для удаления оставшегося на детекторе клейкого слоя от канцелярской ленты, и подвергают обработке для визуализации или выявления образовавшихся треков, методом избирательного травления поверхности детектора, по окончании процедуры травления детекторы промывают в дистиллированной воде и высушивают, протравленные и высушенные детекторы просматривают с помощью оптического микроскопа на предмет поиска дефектов, при необходимости получения изображений дефектов, используют фотоаппарат, сопряженный с микроскопом.