Способ регистрации интенсивных полей космического излучения с помощью ядерных эмульсий Советский патент 1983 года по МПК G01T1/08 G01T5/10 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, в частности к способу обработки, обеспечивающему заданный порог регистрации ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ядерных эмульсий При изучении тяжелых, сверхтяжелых i трансурановых элементов в условиях длительного экспонирования в космосе,Известен способ сняэгия у-фона и фона однозарядных частиц в ядерных эмульсиях, основанный на воздей.ствии импульсного электрического поля (ИЭП) на влажные слои, суть KOTOpot-o заключается в разрушении мелкодисперсного серебра центров скрытого изображения, образованных слабоионизирующим излучением при сохранении следов с более крупными центрами, образованных частицами с 2 2 ij .

Однако, такой способ не может применяться при измерении потоков тяжелых ядер, где необходимо снимат изображение следов частиц с X 2 в связи с электрическим пробоем, возникаю1цим в слое при повышении напряженности ИЭП.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регистрации интенсивных поле космического излучения с помощью ядерных эмульсий, основанный на экспонировании эмульсий в исследуемом поле, фотографическом проявлени и определении характеристик излучения по оптической плотности- эмульсий.

Суть способа состоит в экспонировании эмульсии в исследуемом поле и фотографическом проявлении, при котором путем регулирования окислительно-воссг ановительного потенциала (ОВП) проявителя в эмульсии создаются пороги проявления различных ионизирующих излучений. Требуемая величина ОВП достигается смешиванием двух растворов железооксалатного проявителя, содержащих окисное и эакисное железо. Дрейф величины ОВП устраняется титрованием одного из растворов при постоянном потенциометрическом контроле на протяжении всей стадии потенциометрического проявления. Сначала проявление идет при величине ОВП, способствующей только проникновению раствора в глубь слоя, а затем, при ОВП более электроотрицательном чем пороговый потенциал проявления скрытого изображения данного излучения. Указанна особенность обусловлена влиянием солей золота на величину пороговых потенциал Ьв проявления, вводимых специально в эмульсию обрабатываемую этим способом {2J .

Однако, такой способ пригоден дл малого диапазона порогов, а именно

для порюгов, не превышающих 600 МэВ/см, что недостаточно для измерений спектров линейных передач энергии с целью определения поглощенной дозы радиации, когда диапазон порогов должен доходить до 10 Мэв/см Недостатком этого способа является также и сложность реализации его вследствие нестабильности величины потенциала железооксалатного проявителя уже с момента его изготовления и в процессе всего прюявления.

Цель изобретения - регулирование порогов регистрации в широком диапазоне ионизационных потерь в ядерных эмульсиях. Длительно экспонированных в космосе.

Поставленная цель достигается согласно способу регистрации интенсивных полей космического излучения с помощью ядерных эмульсий,, основанному на экспонировании эмульсии в исследуемом поле, фотографическом проявлении и определении характеристик излучения по оптическ9й плотности эмульсии, к экспонированному слою эмульсий приклеивают с двух сторон предварительно засвеченные заданной гжспоэицией аналогичные слои и образовавшийся сэндвич, проявляют в стандартном проявителе в соответствии с его общей толщиной, экспонированный слой отделяют от сэндвича и дальнейшую обработку всех слоев проводят в отдельности, определяют величину оптической плотности засвеченных слоев, связанной линейно с экспозицией, а порог регистрации в слоях, облученных в космосе регулируют с помощью экспозиции Н, определяемой из соотношения

-е„| Г-« -,

где а - тангенс угла наклона линейной области характеристической кривой D - i (En Н) ; О - средняя оптическая плотность подвергнутых экспозиции слоев ядерных эмульсий; DQ- оптическая плотность неподвергнутых экспозиции слоев; Ь - отрезок, отсекаемый линейной областью характеристической кривой от оси координат; К - эмпирически определяемый из калибровочной зависимости параметр.

Постепенное увеличение экспозиции слоев от 139 до 2923 лк-с позволило получить в эмульсии различные, пороги регистрации частиц в интервале 24-1500 Мэв/см, что обеспечило возмржность замены разазичных твердотельных и электронных трековых детекторов, регистрирующих излучение в укаэанном диапазоне - слоями ядерной эмульсии. Предложенный способ был впервые использован в эксперименте по определению потоков тяжелых и сверхтяжелых ядер в слоях. Полученные значения потоков ядер., соответствующих порогам: 24, 600, 1600, 7300 и 15000 Мэв/см находятся в хорошем согласии с данными, полученными с помощью различных трековых детекторов . П РИМ е р , Берут аналогичные рабочему два неэкспонированных слоя ядерной эмульсии типа БР НИКФИ толщиной 200 мкм, размерами 5x5 см экспонируют светом длиной волны 450 нм в течение ,0 с при освещенности Ф-13,87 лк ( лк«с) приклеивают их к рабочему слою типа БР НИКФИ, экспонированному в исследуемом поле, - на ИСЗ - 1129 в течение 1§,5- сут под защитой 20 г/см2, таких же размеров и толщины. Образо вавшийся сэндвич проявляют по техно логии обработки 60 мм слоев амидело вым проявителем, т.е. проявляют стандартным проявителем в соответст вии . с его общей толщиной. По оконча нии стадии проявления слои отделяют друг от друга и продолжают обработку всех слоев в отдельности по технологии обработки 200 мкм слоев. После окончания химико-фотографичес кой обработки в контрольном незасве ченном и подвергнутом засветке слоя определяют оптическую плотность засвеченных слоев DO иС. В соответствии с вышеприведенной -€ зависимостью регулируют порог регистрации при заданном лк-с, для партии слоев cB, 0,5i.;:j)2,65; 0 2,40; ,32; Г . -dE b«4,28 порог регистрации гбОО Мэ ох. /см. Действительно, при этих условиях в рабочем слое оказалось зарегистрированным лишь 23 следа/см, соотвествующих частицам Мэв/см, из полного числа 1030 частиц/см, зарегистрированных контрольным слоем, проявленным обычным способом. Использование предлагаемого способа обработки ядерных эмульсий обеспечивает по сравнению с прототипом следукяцие преимущества: возможность получения порогов регистрации в ишрок м диапазоне 2-Е.-.() МэВ/см, использование одного типа детектора (ядерной эмульсии)- взамен используемой системы различных трековых и электронных детекторов, обеспечивгиощих указанный диапазон порогов для определения поглощенной до&ы радиации. Эта замена чрезвычайно выгодна при .проведении экспериментов на космических аппаратах, где требуется максимальное ограничение веса используемых приборов. Способ прост л осуществлении, не требует сложной высоковольтной установки, в отличие от метода воздействия НЭП, ни дорогостоящих специальных эмульсий с солями золота, применяемых при потенцисжетрическом проявлении. Он пригоден для обычной стандартной эмульсии любого типа и размера, для любого коли 1ества слоев, Использование предлагаемого способа позволит успешно применять ядер;Ную эмульсию в космической биологии и медицине, для определения потоков тяжелых, сверхтяжелых и трансурановых. элементов, а также измерять спектры линейных передач энергии с целью определения радиационной обстановки на трассах сверхзвуковых гргикданских самолетов и пилотируемых космических кораблей.

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ИНТЕНСИВНЫХ ПОЛЕЙ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЯДЕРНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, основанный .на экспонировании эмульсии в исследуемом поле, фотографическом проявлении и определении характеристик излучения по оптической плотности эмульсий, отличающийс я тем, что, с целью регулирования порогов регистрации в широком диапазоне ионизационных потерь, к экспонированному слою эмульсии приклеивают с двух сторон предварительно засвеченные заданной экспозицией аналогичные слои ядерной эмульсии и образовавшийся сэндвич-проявляют стандартным проявителем в соответствии с его общей толщиной, экспонированный слой отделяют от сэндвича и дальнейшую обработку всех слоев проводят в отдельности, определяют оптическую плотность засвеченных слоев, а порог регистрации регулируют с помощью экспозиции Н, определяемой из соотношения: .где а - тангенс угла наклона линейной области характеристачесКОЙ кривой 0 (гл И) ; U - средняя оптичес1 ая плотность (Л засвеченных слоев ядерной эмульсии; OQ- оптическая плотность незасвеченных слоев; Ь- отрезок, отсекаемый линейной областью характеристической кривой от оси ор(пинё1т; К - электрически определяемый из калибрювочной зависимости сд ;о о сд dE ОР к параметр, о К