Способ изготовления ядерных фотоэмульсий

 

034 74

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫЕтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства J¹

Заявлено 22.I I I.1966 (¹ 1063711/23-4) с присоединением заявки J¹

Приоритет

Опубликовано 28.1Х.1967. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 8.XII.1967

Кл. 57Ь, 8,/01

МПК 6 03с

УДК 539.1.073.7.002 (088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете тлинистров

СССР

Авторы изобретения В. И. Захаров, H. Р. Новикова, И. А, Перфилов и Е. В. Фадина

Заявитель

Радиевый институт им. В. Г. Хлопина

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЪСИИ

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 полунатурального 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 желатину при изготовлении ядерных фотоэмульсий полностью можно заменить на синтетические полимеры (С. П.). При эмульгировании применяют С, П. известного состава и молекулярного веса — поливиниловый спирт (ПВС) или поливинилацеталь 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 ПВС, 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/лк и регулируемым

;-нергетическим порогом регистрации ионизирующих частиц. Подобную избирательность в желатиновых эмульсиях удается достигнуть, 10 лишь воздействуя специальными методами на скрытое изображение, например, погружением экспонированных пластинок в сильно разбавленные растворы окислителей. Особенностью фотоэмульсий с ПВС в качестве связующего

15 является отсутствие в их составе азота, что может оказаться полезным, например, при изучении ядерных реакций на легких ядрах эмульсии.

П р и и е р.

20 Применяют безаммиачный вариант медленного (36 — 45 пин) двухструйного эмульгировапия в избытке ионов серебра (pAg 2,5—

3,5) в температурном интервале 50 — 65 С, с постоянным потснциометрическим контролем

25 за величиной рАо с помощью серебряного электрода.

Способ допускает обычно применяемые видоизменения в составе твердой фазы (присад-. ки Ад), СдВгз и т. п.).

30 После эмульгирования проводят 10-минут203474

15 ное созревание при pAg 2,5, а затем выдерживают эмульсию в избытке ионов брома при

pAg 10,4 — 10,8 в течение 10 — 30 мин.

Удаление растворимых солей производят следующим образом: в случае использования при эмульгировании в качестве защитного коллоида ПВС в эмульсию, содержащую 4,5 з

ПВС на 100 л л, вводят при перемешивании спиртовый раствор известного желатинирующего ПВС вещества — к-нафтола из расчета

0,33 г а-нафтола на 1 г ПВС. После желатипирования при температуре 0 — 1,5 С образовавшийся гель промывают от солей сначала охлажденной до 2 — 4 С водопроводной водой, а затем 0,03>/р-ным раствором КВг в охлажденной до 2 С дистиллированной воде.

В случае IIBA и 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 суперцентр ифуги ти п а С -100.

Частота оборотов ротора определяется дисперсностью полученной эмульсии 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 /о-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

4,5%-ном растворе ПВС при перемешивании механической мешалкой в течение 45 лик.

Для дости>кения 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 /о-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 /s-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 получение лишь особо мелкозернистых эмульсий, сополимер B принципе позволяет получать эмульсии любой степени дисперсности;

2) защитным коллоидом при химическом созревании и пленкообразующим веществом слоя во всех трех случаях является не жела20

25 зо

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

3) полив эмульсий производится на стекло, подслоенное при комнатной температуре подслоем, также не содержащим >келатины

Состав подслоя

60 л л 4,5О/о-ного раствора ПВС в воде;

12 мл 2%-ного спиртового раствора а-нафтола;

10 мл 4s/„-ного водного раствора формальдегида; вода до 100 мл;

4) перед поливом в эмульсию вводят 2 ный спиртовый раствор а-нафтола до содер>кания 0,09 г а-нафтола на 1 г ПВС и дубитель-формалин (1 — 1,5 мл 40 /о-ного формальдегида на 1 г ПВС) .

В качестве дубителя можно применять также глиоксаль. Эмульсию желатинируют при комнатной температуре, температура сползания ее со стекла 85 — 90 С. Подслой обеспечивает хорошее сцепление эмульсии со стеклом.

Пластификация эмульсий не обязательна.

Использование данного способа 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 желатиновыми.

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 фотогра фических эмульсий. Способ позволяет, например, изготовить слои, в которых можно наблюдать осколки деления тяжелых ядер в присутствии большого (10s на см- ) количества я-частиц, проявляемом 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 Po-Веисточника, а-частицами Рц239 электронами

Srss. Часть пластинок с эмульсией»а ПВА перед облучением подвсргают гиперсенсибилизации купанием в 3 -ном растворе триэтаноламина, а пластинки с фотоэмульсией, при

203474

Предмет изобретения

Таблица 1

Полимер, исполь- Сос а зуемый прн твердой фазы эмульсификсации температура эмульсификации, С

Средний размер микрокристаллов, жк

Концентрация

AgHa1 в сухом слое, %

Номер эмульсии

184

ПВА (r,=8 сиз) AgB r+ Cd Br, 2,5 мол. %

0,06

76,5

186

0,08

192

0,04

ПВС (>1=30 сиз) 78

180

Сополимер

0,12

Таблица 2

Фонвуали, 1, 10 с>а" — 9

Агрегаты, 1,1О

Чувствительность к заряженным частицам

Примечание

Сеисибилизация

Лн-сенсибилнзацня совместно с тносульфатом и сульфитом натрия

Регистрирует протоны с энергией до 7 лиэв

3,5

То >ке, что и для эм. № 184+гннерсенснбилизацня пластинок в 3", о . ном растворе триэтаноламина

Регистрирует протоны с энергией до 30 лэв

Более длительным созреванием чувствительность может быть доведена чо регистрации протонов с Е = 2 иэн

Лн-сс ьсибилизапия совместно с тиосульфатом и сульфитом iiaxp»;I

Рсгистрирует осколки дсле н1я тяжелых ядер в присутствии большого фона и.-частиц ((ps 1/сме) 8,5

Регистрирует протоны с энергией до 7 мэв .

Ile применяется

Составитель Э. Рамзова

Редактор М. Ибрагимова Техред Т. П. Курилко Корректоры: Г. И. Плешакова и Т. Д. Чунаева

Заказ 3824, 18 Тира>к 535 Гlодписвое

Е, 1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. С;рова, д. 4

Типография, Iil>. Сапунова, 2 эмульгировании которой применялся ПВС, с целью зарегистрировать в них осколки деления ядра урана нейтронами Po-Be-источника, пропитывают 4%-ным водным раствором ацетата уранилнатрия.

Изготовленные полимерные эмульсии отличаются повышенной скоростью проявления, поэтому его производят в разбавленном водой (1: 10) проявителе УД-19 при 10 С в течение

45 11ин.

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 свойстваMu.

Способ изготовления ядерных фотоэмульсий путем эмульгирования, физического созрева5 пия, удаления растворимых солей и химического созревания, огличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств фотослоев, улучшения воспроизводимости фотографических свойств фотоэмуль10 сий, а также для получения фотослоев с высоким энергетическим порогом регистрации заряженных частиц, при эмульгировании в фотоэмульсию вводят синтетический полимер, например, поливинилацеталь 2,4-дисульфобен15 зальдегида, а при химическом созревании— поливиниловый спирт.