СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ Советский патент 1967 года по МПК G03C1/53 

Известны способы изготовления ядерных фотоэмульсий на желатине и фотоэмульсий с частичной заменой желатины на синтетические полимеры. Однако эмульсии, изготовленные указанными способами, вследствие преобладания в их составе нолуиатурального продукта - желатины, обладают недостаточно высокими физико-механическими свойствами. Кроме того, химический состав желатины, а следовательно и ее фотографические свойства, в сильной степени зависят от сырья и способа изготовления желатины.

Существенными недостатками желатины являются склонность к гидролизу с изменением молекулярного веса, невысокие диэлектрические свойства, слабая сопротивляемость маслам и химикалиям. Найдено, что л елатину при изготовлении ядерных фотоэмульсий полиостью можно заменить на синтетические полимеры (С. П.). При э.мульгировании применяют С. П. известного состава и молекулярного веса - поливиниловый спирт (ПВС) или поливииилацеталь 2,4-дисульфобензальдегида (ПВА), или сополимер акриламида, метакриловой кислоты, метакрилата и диэтилэтаноламина, свободные от фотографически активных примесей. В качестве защитного коллоида при химическом созревании и пленкообразующего вещества слоя применяют ПЕС, обладающий, как известно, высокой эластичностью.

которая сохраняется даже при высокой степени дубления, теплостойкостью с высокими диэлектрическими свойствами и сопротивляемостью маслам и химикалиям. Предлагаемым способом можно получать слои с высоким 200 кэв/мк и регулируемым знергетически.ч порогом регистрации ионизирующих частиц. Подобную избирательность в желатиновых эмульсиях удается достигнуть,

лишь воздействуя специальными методами на скрытое изображение, например, погружением экспонированных пластинок в сильно разбавленные растворы окислителей. Особенностью фотоэмульсий с ПВС в качестве связующего

является отсутствие в их составе азота, что может оказаться полезным, например, при изучении ядериых реакций на легких ядрах эмульсии. При м е р.

Применяют безаммиачный вариант медленного (36-45 мин) двухструйного эмульгирования в избытке ионов серебра (pAg 2,5- 3,5) в температурном интервале 50-65°С, с постоянным потенциометрическим контролем

за величиной pAg с номощью серебряного электрода.

ное созревание при pAg 2,5, а затем выдерживают эмульсию Б избытке ионов брома нри pAg 10,4-10,8 в течение 10-30 мая.

Удаление растворимых солей производят следующим образом: в случае использования при эмульгировании в качестве защитного коллоида ПВС в эмульсию, содержащую 4,5 г ПВС на 100 мл, вводят нри перемешивании сниртовый раствор известного желатинирующего ПВС вещества - сс-нафтола из расчета 0,33 г а-нафтола на 1 г ПВС. После желатинирования при температуре О-1,5°С образовавшийся гель промывают от солей сначала охлажденной до 2-4°С водопроводной водой, а затем 0,03/о-ным раствором КВг в охлажденной до 2°С дистиллированной воде.

В случае ПВА н сополимера, для которых гелеобразующих веществ не обнаружено, для удаления растворимых солей применяют известные способы отделения твердой фазы, например, центрифугирование на нитроцеллюлозную пленку в герметически завинчивающемся цилиндре, вложенном в ротор суперцентрифуги типа С-100.

Частота оборотов ротора определяется дисперсностью полученной эмульсин и составляет приблизительно 22 000 мин и 4 000 мин для кристаллов размером соответственно 0,06 и 0,12 мк. Длительность отгонки 5-10 мин. Фугат сливают и отогнанный осадок промывают 0,03%-ным раствором КВг.

После удаления растворимых солей гель эмульсии на ПВС плавят при 55°С, а осадки, выделенные из эмульсий на ПВА и сополимере, при той же температуре диспергируют в 4,5о/о-ном растворе ПВС при перемешивании механической мешалкой в течение 45 мин.

Для достижения чувствительности к заряженным частицам эмульсию подвергают химическому созреванию в присутствии роданистого золота при 46°С в кислой среде (рН 3,2- 4,2), в некоторых случаях совместно с гипосульфитом и сульфитом натрия. Применяемые концентрации: роданистого золота - 5-20 мл 0,08%-ного р-ра на 1 л; гипосульфита-10- 100 мг на 1 л; сульфита - 20 мг на 1 л. Эмульсии на сополимере могут регистрировать а-частицы и протоны до 7 мэв и без химического созревания.

В способе новым является следующее:

1)при эмульгировании вместо желатинового раствора применяют 7;о/о-ный водный раствор одного из трех синтетических полимеров: поливинилового спирта (ПВС), поливинилацеталя 2,4-дисульфобензальдегида (ПВА), сополимера акриламида, метакриловой кислоты, метакрилата и диэтилэтаноламина.

С применением ПВС и ПВА возможно нолучение лишь особо мелкозернистых эмульсий, сополимер в принципе позволяет получать эмульсии любой степени дисперсности;

тина, а поливиниловый спирт с характеристической вязкостью в интервале 7-32 снз;

3)нолив эмульсий производится на стекло, подслоенное нри комнатной температуре подслоем, также не содержащим желатины.

Состав подслоя 60 мл 4,5%-ного раствора ПВС в воде; 12 мл 23/Q-Horo спиртового раствора а-нафтола;

10 мл 40/о-ного водного раствора формальдегида;

вода до 100 мл;

4)перед поливом в эмульсию вводят 2%ный спиртовый раствор а-нафтола до содержання 0,09 г а-нафтола на 1 г ПВС и дубитель-форралин (1 -1,5 мл 40%-ного формальдегида на 1 г ПВС).

В качестве дубителя можно нрименять также глиоксаль. Эмульсию желатинируют при

комнатной темнературе, температура сползания ее со стекла 85-90°С. Подслой обеспечивает хорошее сцепление эмульсии со стеклом. Пластификация эмульсий не обязательна. Использование данного снособа изготовления ядерных фотографических эмульсий дает следующий положительный эффект:

1)Инертность полимеров к Ag Hal отсутствие, в частности, восстановительных свойств, практическое отсутствие фотографически активных примесей, устойчивость ПВС к гидролизу при высокой температуре должны обеспечивать лучшую воспроизводимость фотографических и физико-механических свойств полимерных эмульсий по сравнению с л елатиновыми.

2)Улучшаются физико-механические свойства слоя: в несколько раз возрастает эластичность, которая сохраняется при высокой степени дубления, улучшаются диэлектрические

свойства, теплостойкость, прозрачность к ультрафиолету, сопротивляемость маслам и химикалям.

3)Низкая исходная (до золотой сенсибилизации) чувствительность эмульсий на ПВА и

ПВС позволяет, регулируя факторы химического созревания, получать слои с высоким энергетическим порогом регистрации заряженных частиц (200 кэв/мк), что недостижимо при известных способах изготовления желатиновых фотографических эмульсий. Способ позволяет, например, изготовить слои, в которых можно наблюдать осколки деления тяжелых ядер в нрисутствии большого (108i на см) количества а-частиц, нроявляемом в этом случае как точечный фон.

4)Способ позволяет исключить азот из состава фотографического слоя.

По предлагаемому способу были изготовлены фотоэмульсии. Фотопластинки толщиной

50 мк облучают протонами отдачи Ро-Веисточника, а-частицами Ригзэ электронами 5г89. Часть пластинок с эмульсией на ПВА перед облучением подвергают гиперсенсибилизации купанием в 3%-ном растворе триэтаноэмульгировании которой применялся ПВС, с целью зарегистрировать в них осколки деления ядра урана нейтронами Ро-Ве-источника, пронитывают 4%-ным водным раствором ацетата ураиилнатрия.

Изготовленные нолимерные эмульсии отличаются повышенной скоростью проявления, поэтому его нроизводят в разбавленном водой (1 : 10) проявителе УД-19 при 10°С в течение 45 мин.

В табл. 1, 2 представлены состав твердой фазы, концентрация галоидного серебра, температура эмульгирования и особенности сенсибилизации каждой из изготовленных эмульсий в сопоставлении с их регистрационными свойствами.

Предмет изобретения

Способ изготовления ядерных фотоэмульсий путем эмульгирования, физического созревания, удаления растворимых солей и химического созревания, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств фотослоев, улучшения воспроизводимости фотографических свойств фотоэмульсии, а также для получения фотослоев с высоким энергетическим порогом регистрации заряженных частиц, при эмульгировании в фотоэмульсию вводят синтетический полимер, например, поливинилацеталь 2,4-дисульфобензальдегида, а при химическом созревании - поливиниловый спирт.

Таблица 1

Чувствительность к

Сенсибилизация заряженным частицам

Ап-сеисибилнзаиил совместно с тиосульфатом и сульфитом натрия

То же, что и для эм. Xs 184 + rniiepсеиспбилпзация пластинок в 3% иом растворе триэтаноламипа

Ли-сеисибилизаиия совыестио с тиосульфатом н сульфитом натрия

Не применяется

Таблица 2

Агрегаты,

Примечаиие 1/10 с.из

Более длительным созреванием чуветвительиость может быть доведена до регистрации протонов с Е 2 мэи

8,5