Способ ядерного анализа материалов

Союз Советских

Социалистических

Республик

Комитет по лолам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

9.1.06

Авторы изобретения T. Н, Михалева, С. С. Васильев, Ю. А. Воробьев и Д. Л. Чупрунов

Заявитель

СПОСОБ ЯДЕРНОГО АНАЛИЗА МАТЕРИАЛОВ

Данное изооретение относится к способам ядерного анализа, которые находят применение в научной практике.

Известен способ ядерного анализа, по которому рассеивают протоны на исследуемом ооразце и снимают энергетический спектр рас сеянных частиц. Для анализа химического состава применяют xпругую часть спектра рас сеяния, используя зависимость между энергией отдачи протона и массой рассеивающего ядра.

Однако ввиду сравнительно малой энергии отдачи для разрешения пиков, соответствуюгцих различным ядрам, приходится применять сложные магнитные спектрометры с высокой разрешающей способностью. Изотопический анализ, ввиду близости масс изотопов часто практически невозможен.

Предлагаемый способ отличается использованием неупругой части спектра рассеяния, по которой определяют энергию возбужде|шя ядер и по таблицам ядерных уровней (например, Б. С. Джелепов, Л. Е,. Пекер «Схемы распада радиоактивных ядер», изд. АН СССР, M — Л, 1956) производят идентификацию компонентов. Значения энергии возбужденных ядерных уровней даже для изотопов одного элемента могут варьировать в широком диапазоне, что позволяет использовать простые спектрометры с малой разрешающей способI I OC Tb1o.

Сушность способа поясняется прилагаемыми чертежами.

На фиг. 1 изооражен один из вариантов устройства для реализации способа.

Пучок протонов из ускорителя с энергией несколько лэв падает на образец — мишень, изготовленный в виде тонкой (доли х г/с,п - )

1О фольги. упруго и неупруго рассеянные протоны регистрируются спектрометром (на черте;ке состоит из сцинтиллятора, фотоумножителя и многоканального анализатора) под углом 0 к направлению падающего пучка.

15 На фиг. 2 в качестве примера приведен расшш1 рованный спектр протонов, рассеянных на образце алюмиш1я с примесью натрия, марганца и кремния, снятый с помощью 100-канального анализатора под углом рассеяния

20 0=90 . Необходимая для расшифровки rpazy»pot» a o»epreT» ieci oÉ ц1кя. ibi спектрометра производилась по упругому рассеянию протонов ня золоте с изменением энергии падающих протонов золотыми фильтрами.

25 Ооряоотку полученных спектров ведут в слелмющей последовательности.

1. Определяют максимумы, соответствующие протонам, рассеяншлм на ядрах основно30 го компонента.

177о73 где Q, Е„ т„

0

Е

Предмет изобретения з

Ъ", а4

1 мнсаок гладь го cez.",; :aLV

IЯ еж по ц .пл

Фкан

Ж:ы 7"

Фиг 1

Составитель Г. Д. Богомолов

Рслактор М. Х. >Килисва Техред Л. К. Ткаченко Корректоры: О. Б. Тюрина

ll Л. Е. Чарисич оказ !7 !6 Тирагк !!25 Формат оум. 60у 90 /а Ооъем 0,2! из,ч. л. Полиисиое

Ц!!ИИПИ Комитета ио аслам изопрет.иий и oTK;)blòèé ири Совстс Министров СССР

Москва, LIcltTp, lip. Серова, л. 4

Типографии, пр. Сапунова, д, 2

2. Оставя неся м !IIQIâló÷û, прннадле>кагц!!е

;!ругпз! компонентам, выделяют графическим разложением и определ:пот их энергию Е;(О).

3. Наугад нли по косве!шым соображешгям выбирают ядро и для:него по формуле

Q,.: — (1 — ") Еи+ 2 — "-! E„E,IÎl cos H— и, m

m! энергия возбужденного уровня; энергия падающих частиц; масса падающих частиц; масса выбранного ядра; угол рассеяния; . энергия -го нерасшифрованного пика.

Определяют возможный набор значений энергии возбуждения Q;.

4. Рассчитанный набор значегн!й уровней возбуждения сравнивают с исти!шым набором гыбранпого ядра, определяемым по справочнику. Если второй полностью содержится в первом, то считают, что компонент угадан правильно и продолжают анализ оставшихся нерасншфрованных пиков спектра. Если хотя бы один нс!ппцый уровень не содер кптся в рассчитанном наборе, то примесь определена неверно.

Такчм методом проб и ошибок идентифицируют все пики неупругого рассеяния. Правильность анализа проверяют по спектрам, снятым под несколькими другими углами рассеяния, По данным авторов, чувствительность способа по примеси кремния к алюминию не менее 1%.

Способ ядерного анализа материалов, состоящий в том, что исследуемый образец, изготовленный в виде тонкой фольги, облучают потоком быстрых заряженных частиц, например протонами из ускорителя, и регистрируют

20 энергетический спектр рассеянных частиц, например снинтилляционным спектрометром, отличаюи!пася тем, что, с целью использования простых спектрометров с малой разрешающей способностью, определяют посредством ана25 лиза пеупругой части спектра рассеяния энергетические уровни возбу>кде!!ия ядер для их нде;!тнфикации.

1П 22 Ю д 5 6l2 70 60 УО