Способ исследования радиационных нарушений от осколков деления в твердых телах

 

Союз Советснии

Социалистически к ресяубпнк (tl) 580746 (й) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29 05.76 (21) 2138278/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.06.78.Бюллетень № 2 (5)) М. Кл.

G 01 N 23/00

Гооударотоеииый комитет

Совета Миикстраа СССР ио деиаьк изооретеиий и открытий (53) УДК 539.1.05 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 27.05.78

B. К. Горшков (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ НАРУШЕНИЙ

0Т ОСКОЛКОВ ДЕЛЕНИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

I 2

Изобретение относится к области Физики тронного микроскопа на поверхности образтвердого тела, в частности к способам иссле- цов наблюдают следы в виде треков, и по их дования радиационных нарушений от осколков ° виду судят о характере и величине нарушеделения тяжелых ядер вдоль их пробега s ний, которые создают осколки в данном матетех MBTepHBJlBxó на поверхности которых от риале Вдсоть. своего пробега. осколков деления образуются следы углубле- Однако скорее всего, видимые треки предния в результате химического протравпива- ставляют собой открытые каналы, которые об ния образцов после их облучения осколками разуются в результате разрыва тонкого слоя деления. путем испарения материала вокруг траектории

Известны методы исследования радиацион- ®,пролетающих осколков. Поэтому по таким ных нарушений, основанные на эффекте Холла, следам суждения о радиационных наруаоэниях, на сравнении кривых распределения потенци- которые создают осколки вдапь своей еравкала, измеренных до и после облучения образ- торин внутри твердого тела, могут сказатьца, на измерении удвльного сопротивления ся ошибочными. образцов (2.). Прототипом изобретения является метод

Однако все эти методы не позвсотяют осу - исследования радиационных нарушений от остествить исследование радиационных нвруше- колков деления, заключающийся в химичесний вдоль пробега индивидуальных осколков ком прсгравливаиии облученных материало деления. и определении относительной величины плю

Известен способ исследования воздействия, е ности радиационных нарушений, созданных осиндивидуальных осколков деления на тонкие колками деления или сохранившихся к момэаО(толщиной в жскопько сотен ангстрем) ма- ту травления образца, по относительному разтериалы по следам от оскспков деления в меру следов, которые образовалист от оагсетом случае, когда осколки проходят вдоль . ков 3 . Этим способом, наприьер, сравниповерхности образца (2(. С помощью влек- g мют ппогности радиационжах нарушений от различных по энергии (заряду) осколков. Измеряют степень отжига созданных нарушений.

Целью изобретения является расширение функциоиальпых возможностей указанного способа, например осуществление возможносI

5 тн исследования распределения радиационных нарушений вдоль пробега остсапков деления, углубившихся в образец. (1ель достигается тем, чтоиаборидентично облученных образцов из исследуемого ма1О териапа подвергают предварительному химическому протравливанию на различную глубину Ь Ьэ в пределах длины пробега оскспков, причем каждый последующий образец на больщую глубину, чем щедыдущий !

5 после чего образцы отжигают при температуре, равной 0,7-0,8 от температуры плавления (размягчения) материала, затем химическое травление проводят многократно (например 4«6 раз на общую глубину A =426

"5 р). В промежутках между травлениями измеряют наибольший размер Q поверхностного контура следов, образовавшихся. от осколков деления, для каждого образца устанавпивают измен.ние )) (Я, по которому

И определяют глубину следов.6с и величину скорости. Ч.„травления материала вдоль траектории осколков на расстоянии Йо ffо - от исходной поверхности образца и no%.ВАЯЯ,Д судят об относительном распределении плотности радиационных нарушений вдоль пробега осксщков деления.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять исследование распределения плотности радиационных нарушений anom пробега индивидуального осколка деления, вошедшего внутрь образца. Это существенно расширяет возможности изучения воздействия осколков деления на твердые среды. Способ дат воэможность изучать зависимость указанио- 4О го распределения от энергии, угла падения осхопка, исследовать ликвидацию созданных нарушений в зависимости от места их расположения относительно поверхности образцов. Благодаря последнему обстоятельству

: способ может быть применен для изучения физических свойств поверхностных слоев тверд=ах тел. Его можно испольэовать в целях идентификации неизвестных тяжелых эаряженн-:-х частиц. Способ сравнительно прост и 56 джцев, так как все операции которые OH с-,держит, сводятся к травлению облученных о 4азцов и измерению размеров поверхности=.о контура следов с помощью биологического микроскопа. Я

Способ апробирован при изучении нарушений, которые создают осколки деления в силикатном стекле. Исследсвалось относитель= ное распределение ятотности нарушений ввхть пробега осколков деления вошедших в стек-@Э ло под прямым углом. В этом случае следы

От осколков имеют аид опрокинутых кру1 лых конусов, а определение наибольшего линейнц

r о размера поверхностного контура следов сводится к намерению диаметра окружностей, .

Были приготовлены шесть образцов из исследуемого стекле, которые после идентичного облучения их осколками деления (в вакуумных условиях, коллимированным пучком) были протравлены в 8,75%-ной плавиковой кислоте в течение С @ 0,17 0,5> 1,0 1,Р

2,0 и 2.5 мин. После этого образцы отжи1 гались иа электроплитке в воздухе при нормальном давлении и температуре 450оС в, течение 0,5 ч. Затем все стекла подвергались многократному травпению в указанной кислоте, каждый раз по 1 мин, ГЬред этим и в промежуттсах между травлениями с помощью бисаогического микроскопа МБИ-11, окуляр которого имел депительную шкалу, измеряли диаметры - поверхностных контуров следов от осжопков деления. строили распределение следов ixo этим величинам, определяли пслуширину распределения > наименьшее. значение диаметре на попуширине Э .и устанавливали величину g =1,053) . По этим установленным данным дпя каждого образца построено изменение 3 в зависимости от суммарного времени травления стекла t (или

1.от глубины травления b = Y -®; Ч - скорость травпенМя необлученного стеклщ =она была измерена методом взвешивания), а по

З, установленным для различных образцов после их начального травления. была опреде лена зависимость Ц о g(1Ъ), На основании постооенных 3) f(%) и + + f(Q)nna каждого случая начального травления стекла бы.ла установлена величина З < ЭМ (см. чертеж), а по этим величинам и соответствующим им зависимостям Э = (Ы в области Ь 3 я вычислены-" глубина образовавшегося следа E+ и юличина скорости травления стекла вдоль траектории осканка Ч- которая существовала в момент Ф после начала травления стекла (т.е. на фактической глубине травления Ъс, 3+8 где Ь;-Ми -(, 4no р О- р* формул ам

8о=0,125 2 (2,„+ Э). (аЪ2 ч =чп1 Б 2ОРс1Р"(0,25.a2 (gQ) ° )) с

"(з „+ аэ))), где 4 3 — прирост З после Э*ЗФт в результате стравливания поверхностного слоя стекла тсащиной ЬЙ . Зависимость Чт Ю(Щбыла пострсена по отдельным значениям Ч и К шести образцов, а также по соотношению

Ут=ЧПД В(4Я w 4),где величина Qf(JQ) а я любого зейчения 6 (a следовательно, и

Ж ) определилась по C g(h). Совпадение

Ф

580746 псаученных данных:указывает на их досто- верность. Об относительном распределении плотности нарушений от осколка деления вдоль пробега его в стекле суетилось по относительному изменению Му а 4 (М ) . Гфи этом были установлены неизвестные ранее физические и радиационные свойства поверхност ных слоев твердых сред, существование которых поаке было подтверждено принципиально другим способом в эксжриментах с металлическими образцами.

Формула изобре те ни я

1, Способ исследования радиационных нарушений or осколков деления в твердых телах, заключающийся в химическом протрав. ливании облученных материалов и- определении относительной величины плотности ради- 2О ационных нарушений, созданных осколками деления или сохранившихся к моменту травления образца, по относительному размеру следов, которые образовались от осколков, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, набор идентично облученных образцов иэ исследуемого материала подвергают предварительному химическому протравливанию на различную глубину л< Ир в йреде- . ЗО лах длины пробе1.а оскопков, причем каждый последующий образец на большую глубину, чем предыдущий, после чего образцы отжигают при температуре О,7Д 0,8 от темпзратуры вправления материала, .затем химическое травление проводят- многократно {например.4-6 раз на общую глубину .$ 4-5ф. в промежуткак межщ вправлениями измеряют наибольший размер 3 поверхностного контура следов, образовавшихся от осколков деления, для каждого образца устанавливаот изменение 3 f(h), по которому о ределяют глубину следов f и величину скорости 4 вправления материала вдоль траектории осколков на расстоянии ЯрФ ©» Co от исходной поверхности образца и по Ч.г1(М ) судят об относительном распределении плотности радиационных нарушений вдоль пробега осколков деления.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что д я каждого образца величины 6, и Ч определяются по формулам о-0,425 дЗ(2Э,„+,йХ)) (д.Ь)

% V„jCos 2arctg(o35 ЙЭ (ьй) Р л (nÄ+ a)) где 2Фп - наибольший линейный размер поверхностного контура следов, после которого зависимость 3®f(h) начинает подчиняться новой закономерности;

4)) — прирост того же размера в результате последующего с равливания слоя образца толщиной А13

Ч Л вЂ” скорость химического травлеюХя необлуче нного материал а.

Источники информации, принятые во внимание при эксгертизе:

1, Вавилов В. С.,0ействие излучений на полупроводнике, 1963, с. 206-210.

2. Правцюк Н. Ф., Голянов В, М. 3 5рду ц

Соп1», 1961, И 34, р. 160.

3. Горшков Б К. Предприятие n/ÿ

В-0315, 1976, N 21.

Сост ау тед Я. К руидд щ

Редактор П. f îðüêîâe Чехред H. Андрейчук Корректор A. Гриценко

Заказ 3315/5 Тираж 1112 Подписное

11НИИПИ Государстнениого комитета Совета Министров GGCP по дей BM изобретений и открытий 3 4 М оскеае Ж3 е Ри (исейя Вйб д,. 4/5