Способ облучения материалов Советский патент 1986 года по МПК G21G1/10 

СПОСОБ ОБЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, основанный на их бомбардировке ускоренными заряженными частицами с фиксированной энергией через поглотители разной толщины dg, где е - номер поглотителя, измерений распределения продуктов взаимодействия по глубине С(х) при отсутствии поглотителей и определении создаваемого распределения по формуле Ф(х)2ч,.С(х+ае), где N - число поглотителей; q - относительный интегральный поток частиц через каждый поглотитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности получения в материале заданного закона распределения продуктов взаимодействия бомбардирующих частиц с веществом, задают закон изменения толщины поглотителей, для различных N рассчитывают интегральньш поток частиц q через каждый поглотитель из условия минимума нормы уклонения получаемого распределения Ф(х) от заданного распределения F(x) , при этом выбирают число поглотителей N с $ наименьшим и таким, чтобы на заданном участке глубины от нуля до L получен(Л ная норма уклонения не превышала допустимой по условиям задачи, и проводят облучение изделия через каждый поглотитель до величин накапливаемого заряда, соответствующих рассчитанным значениям q.

гов

tea

ко Изобретение относится к ядернор физике, а именно к способам и устройствам для облучения образцов и изделий ионизирующим излучением и предназначено для .использования в научных к прикладных целях, например для внедрения чужеродных атомов, для создания в материале дефектов, для получения нужного распределения поглощенной дозы в биологических объек тах и для создания радиоактивной метки Цель изобретения - повышение точности получения в материале заданного закона распределения продуктов взаимодействия бомбардирующих частиц с веществом. На чертеже приведен пример создания равн.омерного распределения по глубине радионуклида Со, образующегося -при облучении железа протонам по ядерной реакции FeCp, п) Со, да ны исходное распределение С(х) для ,5 МэВ (точки 1), распределение Ф{х), рассчитанное для и F const в интервале от О до 520 мг/см (кривая 2) и экспериментальные данные точки 3.. Способ осуществляют следующим образом. Задают закон изменения толщины поглотителей (она может изменяться равными шагами, по экспоненте, в гео метрической прогрессии и т.д.). При этом весь интервал глубины материала на котором необходимо получить распределение с заданными свойствами, оказывается разбит на определенные участки. Эти участки изменяются как при изменении числа различных режимо облучения N, так и при изменении закона, связывакицего их величины между Ьобой. Величины относительного интег рального потока частиц через каящый поглотитель q имеют математический смысл коэффициентов разложения задан ной функции F(x) по функциям С(x-t-dg ) зависящим от толщины поглотителей dg. Расчет Ор при фиксированном N выполняют, например, методом наименьшего направленного расхождения. В качестве нормы уклонения в мето де наименьшего направленного расхождения используют величину (xi)lnF(K,)/cp(xi), где М - .число точек , в которых опре делены заданное F(x) и полученное Ф(х) распределение продуктон облучения по глубине. Существует альтернативный способ решения поставленной задачи, который заключается в том, что задают закон изменения интегрального потока частиц qg через каждый поглотитель и при варьировании N рассчитывают наборы толщин dg, обеспечивающие необходимую близость распределений Ф(х) и F(x), и выбирают тот из них, который соответствует минимальному числу поглотителей N. Пример конкретного выполнения для случая создания равномерного распределения радионуклидов по глубине. При облучении железа протонами образуется радионуклид Со. Работу выполняли на циклотроне У-150. Исходное распределение его плотности С(х) получали методом стопки фольг при энергии протонов ,5 МзВ (точка 1 ), толщина каждой фольги 15,2 мг/см. Это распределение было получено в виде массива чисел Sj, где Sj- активность фольги с номером j по Со в относительных единицах, j 1,2,3,... М,...ММ, где ММ - число фольг в стоп.ке, для которых , причем счет фольг в стопке ведется по ходу пучка протонов. Необходимо было создать равномерное распределение плотности радионуклида Со по глубине, F(x)const на участке мг/см (670 мкм). Для упрощения расчетов и изготовления поглотителей их толщину меняли с равным.шагом по следующему закону (l-1), где х - толщина фольги, am- целая часть числа L/N-x,,. Коэффициенты.q рассчитывали из условия минимума нормы уклонения получаемого распределения Ф(х) от F(x), при этом :) / qeSj +m(e-.) ем B данном случае I-IltF(J)lnF(j)/9(j), где М - номер фольги, в которой Sдостигает максимума. Метод наименьшего направленного расхождения позволяет приравнять нулю некоторые малые значения о. Оставшиеся величины q корректируются и погрешность, вызванная,отбрасыванием одного из значений q , частично компенсируется,Подобная последовательная процедура позволяла существенно уменьшить число поглотителей без заметного уве личения нормы уклонения.

В таблице приведены значения п и I для и двух значений п; при этом de ixoCl-l) и п - число парамет ров qg, отличных от нуля. Норма укло нения распределений задана 2%, исходя из этого и выбрано .

Рассчитанное таким образом распре деление приведено на чертеже (кривая 2)

1267А884

Облучение проводили по обычной схеме, в которой различные поглотители были укреплены в форме секторов диска, дискретно поворачиваемого при с наборе соответствующего q. Полученное таким o6pa3qM распределение ра. дионуклида Со в стопке фольг измеряли известным способом с использованием одноканапьного сцинтилляционно10 спектрометра в виде экспериментальных точек 3 (оно также приведено на чертеже),