Способ регистрации потоков сильноионизирующих частиц с помощью ядерных эмульсий Советский патент 1989 года по МПК G01T1/08 

Изобретение относится к экспериментальной физике, в частности к способам регулирования порогов регистрации частиц для определения потоков тяжелой компоненты космического излучения на интенсивном фоне слабоионизирующего излучения; способы регулирования порогов широко используются при измерении спектров линейных потерь энергии частиц, с помощью которых оценивается доза радиации, обусловленная потоками заряженных частиц.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки дозы радиации, обусловленной сильноионизирующими частицами космического излучения в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляемости в интервале dE/dX ( 2,7.10) МэВ/см путем увеличения геометрических раз- меров проявленных зерен серебра.

Способ основан на экспонировании эмульсии в исследуемом поле излучения, фотографической обработке в проявителе., подсчете числа треков частиц и определении по нему потоков частиц, в качестве проявителя используют амидоловый проявитель, дополнительно к КВг, содержащий NaCl в количестве 8-12 г/л с пониженным содержанием сульфита натрия, концентрацию которого выбирают по предварительно полученной калибровочной кривой зависимости величины порога от .содержания сульфита. Для регулирования порогов регистрации по dE/dX в интервале З-Ю - 2,7-10 МэВ/см

в амидоловый проявитель добавляют ульфит натрия 8-4 г/л.

Введение КВг приводит к торможеию скорости проявления, что к тому е в значительной мере усиливается от одновременного снижения концентрации сульфита, приводящего к уменьшению активной части проявителя. При создавшейся малой скорости проявления имеет место избирательное проявение следов сильноиониэирунших частиц на фоне частиц с меньшими ионизационными потерями, т.ео становится возможным регулирование регистрирующей способности эмульсии.

в свою очередь, добавление в провитель хлористого натрия приводит к преобладаний) физического проявителя над химическим и, в результате, к образованию компактных зерен серебра, именмпих четкие очертания, легко прослеживаемые в слоях, проявленных при высоких порогах (dE/dX З Ю МэВ/см), способствуя локализованному росту проявившихся металлических зародышей.

Для построения калибровочной кривой зависимости dE/dX от концентрации сульфита натрия толстослойные ядерные эмульсии экспонировали частицами С и Ne.o° с энергией по 9 МэВ/нуклон, имеющих в диапазоне 3-10 - 2,7- 10 МэВ/см.

По предлагаемому способу слои помешают в амидоловый проявитель с добавлением постоянных концентраций КБг и NaCl с выбранной пропорционально величине задаваемого порога концентрацией сульфита натрия. По окончании фотографической обработки путем наблюдения в микроскоп момента исчезновения тех или иных следов с заданными dE/dX или по сокращению остаточного пробега КрсГ по известной формуле К f (Rocr определяют величину полученного порога. По полученным данным строят калибровочную кривую.

В амидоловый проявитель вводят КВг и 10 г/л хлористого натрия, а также 5 г/л сульфита натрия о Слой ядерной эмульсии типа БЯ-2 экспонируют для калибровки «С-частицами, cf и Nef° с энергией, равной по 9 МэВ/нуклон, и одновременно проявляют в указанном проявителе. По окончании фотографической обработки на- бл1одают в микроскоп сохранение , четких /следов частиц С и Ne с весьма компактными и крупными зернами, имеющими диаметр 0,45 мкм при полном

отсутствии следов -частиц, имеющих ионизационные потери 3-10 МэВ/см, что и принимают за величину достигнутого энергетического порога регистрации или порога фотографической

чувствительности слоя.

Одновременно с этим калибровочным слоем в аналогичных условиях проявляют и слой, экспонированный на ИСЗ серии Космос - 514 в условиях открытого космоса. Для данного порога dE/dX З Ю МэВ/см при подсчете числа треков в эмульсионном слое типа БЯ-2 получили значение флюенса частиц Ф 1,87 10 частиц/

см и потока N 6,81 10 частмц/

см с ср., в то время как в контрольном слое, обработанном в обычном ами- доловом проявителе, т.е. без добавления KBr,.NaCl и при обычной концентрации сульфита, равном 10 г/л, они составили: f 1,8310 частиц/см и N 6,78-10 частиц/см . с -ср.

Полученное уменьшение флюенса

и плотности потока частиц за счет числа непроявнвшихся треков частиц с dE/dX меньше порогового значения, т,е, меньше чем МэВ/см, подтвердилось и резким уменьшением величины оптической плотности рабочего слоя (экспонированного в космосе) с D 1,5 до D 0,3, измеренным на денситометре типа ДФЭ-10. Получено пятикратное снижение оптической плотности не только за счет непроявившихся следов протонов и оС-частиц, составляющих более 90-95% от общего состава космических частиц, но и вследствие снятия интенсивного фона

излучения. Достигнутая оптическая прозрачность слоя при сохранении высокого качества изображения зерен повышает достоверность определения дозы радиации, обусловленной следами тяжелых частиц, просто и легко наблюдаемых в микроскоп.

Экспериментально бьшо установлено, что достижение полноценных зерен, серебра (с d 0,45 мкм) и порогов регистрации в интервале dE/dX 3

к10 - 2,710 МэВ/см достигается введением 10 г/л конкретных концентраций сульфита натрия, выбор значения которых обусловлен критерием.

515291

приведенным в таблице. Концентра-ция вводимого КБг 3 г/л остается неизменной для всего диапазона полученных порогов.

В таблице приведены данные влияния концентрации и NaCl на качество изображения.

Из таблицы видно, что наиболее целесообразно для получения качественного изображения и указанного интервала порогов регистрации использовать 10 г/л хлористого иатрия 3 г/л КВг и сульфита натрия 8-4 г/л

Использование изобретения наиболее эффективно для проявления экспонированных в космосе эмульсионных слоев при высоких значениях порогов регистрации, необходимых для исследования тя селых и сверхтяжелых ядер и при зарядовой идентификации их методом счета зерен, разработанным специально для управляемых по иони- зационньм потерям ядерных эмульсий. Изобретение может быть успешно реализовано и при облучении эмульсионных слоев на ускорителях заряженных частиц, при исследовании редких событий, сопровождающихся интенсивным фоном легких частиц.

Использование изобретения по сранению с существующими способами имеет следующие преимущества: не требует дополнительного двухкратного расхода дорогостоящей ядерной эмульсии, существенно упрощает технологи фотографической обработки, так как в данном случае проявляется одиночный слой, а не трехслойный эмульсионный сэвдвич ; увеличение диаметра проявленных зерен, четкость их граней и высокое качество изображения следа частиц, приобретающих зернистую структуру при высоких значениях порогов проявления, повышает

566

надежность и достоверность оценки дозы радиации, обусловленной тяжелой компонентой космическвг излучения.

Формула изобретения

1. Способ {Регистрации потоков сильноионизирующих частиц с помощью ядерных эмульсий, при котором экспонированную эмульсию фотвграфически обрабатывают в амндоловвм проявителе на основе сульфита натрия, содержащем КВг в количестве 2-3 г/л, подсчитывают число треков частиц и определяют по нему Дозу радиации, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения достоверности оценки дозы, обусловленной сильноиони- зируюошми частицами в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляе- мости в интервале dE/dX(3-1 О -2,7 х 10) МэВ/см путем увеличения геометрических размеров проявленных зерен серебра, в качестве проявителя используют амидоловый проявитель, дополнительно содержащлй NaCl в количестве 8-12 г/л, а концентрацию сульфита натрия выбирают в интервале 8-4 г/л по предварительно полученной калибровочной кривой зависимости величины порога от содержания сульфита,

2. Способ поп. l,oтличa- ю.щ и и с я тем, что, с целью регулирования порогов регистрации по dE/dX в интервалах (3-10 - 1,2 кЮ) МэВ/см, (1,210-2,710) МэВ/см, в амидоловый проявитель добавляют сульфит натрия и КВг соответственно в количествах (8-6,2 г/л и 4-5 г/л - для I интервала и 6,2-4 г/л и 5-6 г/л- для II интервала.

Изобретение относится к методам измерения ионизирующих частиц с помощью ядерных эмульсий. Целью изобретения является повышение достовености оценки дозрадиации, обусловленной сильноиозирующими частицами в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляемости в интервале DE/DX = 3^.10³ - 2,7^.10⁴ МэВ/см путем увеличения геометрических размеров проявленных зерен серебра. Цель достигается новым составом амидолового проявителя при обработке экспонированной фотографической эмульсии. Изобретение обеспечивает высокое качество проявленного изображения следов частиц с DE/DX*983^.20³ МэВ/см, облегчающее поиск и полный учет этих частиц, благодаря чему повышается достоверность определения дозы радиации в условиях космических полетов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

еще подсчитывается

8,0 Следы исчезли10,0 0,45

7,5 Исчезли следы и зерна вуали 12,0 0,75

1,2-10 6,7 Плотность следов с про- 8,0 0,35

считывается

6,2 Следы исчезли10,0 0,45

5,7 Исчезли следы и зерна 12,0 0,75

вуали 2, 4,5 Плотность следов Ne про- 8,0 0,35

считывается

4,0 Следы исчезли10,0 0,45

3,5 Исчезли следы и зерна 12,0 0,75

вуали

Продолжение таблицы