Способ определения величины критической энергии тяжелой заряженной частицы Советский патент 1982 года по МПК G01T1/16 G01T5/10 

вора и его температура, а особенно время травления). Целью предлагаемого изобретения является повышение точности определения величины критической энергии тяжелой заряженной частицы путем повышения точности определения толщины поглотителя. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения величины критической энергии тяжелой заряженной частицы для создания эффекта избирательного травления по следу частицы в диэлектрическом трековом детекторе, включающем определение расстояния, пройденного тяжелой заряженной частицы в веществе, достаточного для снижения ее энергии до критической величины, последовательно экспонируют на воздухе серию детекторов при неизменном времени экспонирования, причем расстояние между источником тяжелых заряженных частиц и детектором дискретно увеличивают от экспозиции к экспозиции вплоть до величины пробега тяжелой заряженной частицы в воздухе, для последней экспозиции устанавливают минимальное время травления и одиовремеино травят серию экспонированных детекторов в растворе щелочи в течение установленного минимального времени, для каждого детектора определяют плотность зарегистрированных треков тяжелых заряженных частиц и определяют расстояние гп, пройденное тяжелой заряженной частицей в воздухе и достаточное для снижения ее энергии до критической величины, исходя из соотношений: 1, при где i принимает значения к, к+ 1, ..., п п иг 1 при , и I V макс где i принимает значения, { 1, 2, ... к-2, к-1,1 где )макс- плотность треков тяжелых заряжеиных частиц, зарегистрированных диэлектрическим трековым детектором, удаленным от источника тяжелых заряженных частиц на расстояние г„аксD - плотность треков тяжелых заряженных частиц, зарегистрированных диэлектрическим трековым детектором, удаленным от источника тяжеьПых заряжеииых частиц на расстояние г , которое изменяется от О до Гнакс с ростом I - индекс, определяющий последовательность экспонирования серии детекторов, изменяющийся от 1 до п (1, 2, ..., к-,к, ..., п); макс - расстояние, соотвегствующес максимально возможному удалению источника тяжелых заряженных частиц от детектора г 1 П) / макс расстояние, иройдеиное тяжелой заряженной частицей в веществе и достаточное для снижения ее энергии до критической величины. Предлагаемый способ может быть реализован, например, следующим образом для определения величины критической энергии сс-частицы для создания эффекта избирательного травления ио следу частицы в трековом детекторе из нитрат-целлюлозы. Пос.гедовательно экспонируют на воздухе серию детекторов в течение неизменного времени экспонирования (достаточно для создания иа поверхности детектора потока а-частиц порядка а-частиц (см при первом экспонировании), причем расстояние между тонким источииком а-частиц и детектором дискретно увеличивают от экспозиции к экспозиции с шагом 0,025 К (пробег ОС-частицы даниой энергии в воздухе) вплоть до величины пробега а-частицы данной энергии в воздухе. При расстоянии между источником и детектором, равном 0,95 R, экспонируют порядка 10 детекторов в течение того же времени, что и всю серию детекторов, и экспериментально устанавливают минимальное время травления (в течение которого диаметр протравленного трека достигнет предела разрешения светового микроскопа - 1 мкм), проводя травления детекторов в 6,25 н. растворе NaOH при температуре 40-50°С, изменяя время травления в диапазоне от 10 до 60 с с шагом 5 с. Затем одновременно травят всю серию экспонированных детекторов в растворе щелочи в течение установленного минимального времени травления. Для каждого детектора определяют плотность зарегистрированных треков сб-частиц, строят зависиг JV а I МОСТЬ /(/-; ) .,- , определяют расстояние Го, пройденное а-частицей в воздухе и достаточное для снижения ее энергии до критической величины, исходя из соотношений:при , где I принимает значения от К до 38 38 ); IK, к + I .. ириг; го, где t принимает значения от 1 до к- 1( 1, 2, ..., к -2 ,к- 1 ) Затем для устранения влияния самопоглощения а-излучения в материале источника и рассеяния а-излучения на краю источника вместо DSS и Гз8 подставляют в выражение для функции f(fi ) значения D. и г , участок зависимости /(г,- ) для значений от ДО Г перестраивают вновь и определяют Го - истинное paccтoя iиe, пройденное а-частицей в воздухе и достаточное для снижения ее энергии до критической величины, исходя из соотношений: D к г-i , ири , где i принимает зиачения т, ..., к - 1, к J; при/ Го, где i принимает значения к - 6,/с - 5, ..., т-1 ). Толщина поглотителя, достаточная для снижеиия эиергии а-частицы до критической величины, определенная по аналогичному способу {по прототипу), равна 19,8 мкм + + 1,3 мкм, а толщина иоглотителя, определенная по предлагаемому способу, равна 24,4 мм + 0,8 мм. Отношение относительной иогрешности определения толщины поглотителя, полученной по прототипу, к относительной погрешности определения толщины поглотителя, полученной по предлагаемому способу для определения толщиргы поглотителя, достаточной для снижения энергии а-частицы до критической величины для создания эффекта избирательного травления но следу частицы в трековом детекторе из нитратцеллюлозы, равно 2, что приводит к получению следующих величин критической энергии а-частицы для создаиия эффекта избирательного травления по следу частицы в трековом детекторе из нитрат-целлюлозы; 3,0 + 0,2 мэВ - величина, определенная но аналогичному способу; 2,9 + 0,1 мэВ - величина, определенная по предлагаемому способу. Положительный эффект при определении толщины поглотителя-, достаточной для снижения энергии тяжелой заряженной частицы до критической величины, достигается за счет использования в качестве поглотителя, снижающего энергию тяжелых заряженных частиц, воздуха, что позволяет избежать локальных изменений толщины поглотителя, достигающих 10% от толщины поглотителя, и устранить влияние степени разряжения в экспозиционной камере; выбором времени травления, исходя из условия, что за это время диаметр трека, образованного тяжелой заряженной частицей, имеющей энергию, заведомо меньшую критической, достигнет предела обнаружения в оптическом микроскопе; устранения влияния рассеяния тяжелых заряженных частиц на краю источника и эффекта самопоглощения в материале источника, которое обеспечивается возможностью нроведения дополнительной коррекции определенной толщины поглотителя. Формула изобретения Способ определения величины критической энергии тяжелой заряженной частицы для создания эффекта избирательного травления по следу частицы в диэлектрическом трековом детекторе, включающий определение расстояния, пройденного тяж.елой заряженной частицей в веществе, достаточного для снижения ее энергии до критической величины, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности определения величины критической энергии тяжелой заряженной частицы путем повьппения точности, определения толшнны поглотителя, достаточной для снижения энергии тяжелой заряженной частицы до критической величины, последовательно экспонируют иа воздухе серию детекторов при неизменном времени экспонирования, причем расстояние между источником тяжелых зарял енных частиц и детектором дискретно увеличивают от экспозиции к экспозиции вплоть до величины пробега тяжелой заряженной частицы в воздухе, для последней экспознцпи устанавливают минимальное время травления, одновременно травят серию экспонированных детекторов в растворе щелочи в течеиие установленного минимального времени, для каждого детектора определяют плотность зарегистрироваиных треков тяжелых заряженных частиц и оиределяют расстояние, пройденное тяжелой заряженной частицей в веществе и достаточиое для снижения ее энергии до критической величины, исходя из соотно1иеннй: Г)/-2- якс I приг; /-о, где I принимает значения к, к+, ..., п , при rf Гд, где I принимает 1 значения (1,2, ...,/с-2,/с-1 ) , где D j,,,,;.- плотность треков тяжелых заряженных частиц, зарегистрированных диэлектрическим трековым детектором, удаленным от источника тяжелых заря 1 еннь1Х частиц на расстоянне г„акс -плотность треков тяжелых зарял енных частиц, зарегистрироваиных диэлектрическим трековым детектором, удаленным от источника тяжелых заряженных частиц на расстояние /; , которое изменяется от О до г макс ростом i; -индекс, определяющий последовательность экспонирования серии детекторов, изменяющийся от 1 до п (1, 2, ..., к:- 1, к, ..., п); - расстояние, соответствующее максимально возмолшому удалению источника тяжелых заряженных частиц от детектора, /(,) макс - расстояние, пройденное тяжелой заряженной частицей в веществе и достаточное для снижения ее энергии до критической величины.

78

Истючвиии информации,. Н. Hasegawa et al «Alpha Perticle

принятые во внимание при экспертизе Traik Detection with Celluloid Films Ra1. Авторское свидетельство CCCP diosotopes, 1968, vol. 17, N 9, p. 11 -14. NO 625172, КЛ. G 01 Т 5/12, 1977.(прототип).

822646