Способ ядерного изотопного анализа материалов

Союз Советсннх

Сюцналнстнческнх

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (и)6О2835 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено03.01.77 (21) 2437792/18-25 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано1 5.04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания 27.03.78 (53) M. Кл.

Ст 01 Н 23/00

Гооудерстеенщкй конктет

Совета Икккотрое Яок яо делен кзобретеккй к открыткй (53) УДК 539 1. .06 (088Я ) В. Н. Бугров, В. Б. Каманин и С. А. Карамян

Объединенный институт ядерных исследований (54) СПОСОБ 5ЩЕРНОГО ИЗОТОПНОГО АНАЛИЗА

МАТЕРИАЛОВ, ИзобрЬтение относится к ядерно-физическим способам анализа элементного состава вещества.

Известен широкий круг способов элементного анализа вещества (1), которые объеЬ диняются следующими операциями: облучением исследуемой пробы заряженными частицами и регистрацией излучения, возникающего при этом.

Различие способов заключается в типе

10 используемых заряженных частиц и регистрируемом излучении.

Каждый из <,этих способов имеет свои достоинства и недостатки, которые обуславливают область их применения.

Ближайшим к предлагаем му изобретению является способ, заключающийся в облучении пробы потоком заряженных частиц и регистрации возникающего гамма-излучения по которому судят о содержании определяемого изо опа Pj .

Основным недостатком данного способа является возникновение значительного гаммафона от неопределяемых элементов и возможность реализации нескольких видов ядерных

Я превращений, сопровождающихся гамма-излу чением, что ухудшает точность анализа.

Белью изобретения является расширение диапазона определяемых элементов и увеличение точности анализа,.

Пель достигается тем, что по предлагаемому способу выбирают вид и энергию заряженных частиц обеспечивающими при облучении пробы кулоновское возбуждение ядер определяемого изотога, и регистрируют возникыощее при этом гамма-излучение.

Анализ g -спектров кулоновского возбуж. дения с целью идентификации содержащихся в образце изотопов можно проводить для самых тяжелых элементов без ухудшения чувствительности, что технически невозможно способом, описанным выше. Эта возможность достигается благодари тому, что энергии

-переходов, соответствующие различным изотопам, как правило различаются на величину, значительно превышающую энергетическое разрешение 4 8 (1 i ) -спектрометра. Энергии -переходов для большинства изотопов известны.

1(ри измерении двух спектров кулоновскоi 1 «сзбуждення ядер мишени и эталона для достижения высокой точности необходимо соблюдать только условия, обеспечивающие одинаковое отношение вероятностей возбуждения и регистрации g -лучей различных изотопов в двух измерениях для исследуемой и эталонной мишеней, К таким требованиям относятся: постоянство энергии пучка ионов, равномерное распределение по толщине )О исследуемых изотопов, одинаковая энергети- ческая зависимость эффективности регистрации g -лучей для двух измерений.

Не является необходимым измерение отношения интегрального потока ионов в двух l5 измерениях, допустимо различие в полной геометрической эффективности одного измерения от другого. Таким образом в данном случае не требуется абсолк рная связь двух измерений в отличие от обычного примене= 20 ния эталонов. Затем, по найденным интенсивностям переходов, соответствующим различным изотопам от двух мишеней, находят содержание каждого изотопа в исследуемой мишени по формуле:. 25

Н;,е К; Р,/М.

0L 4 где Р— содержание изотопа (в 30 естественной смеси;

И число отсчетов в -пике изотопа для мишени естественного изотопного состава, Щ -- то же для исследуемой мишени, и. -число изотопов.

Описанным способом можно производить определение изотопного- состава изотопнообогащенных образцов многих элементов, за исключением легких (Р: "- 25), элемен-, тов с порядковым номером, близким или равным магическому числу, например, олово, и свинец. При этом анализ производится без разрушенйя, активации и потерь вещества. .Можно также производить анализ тонких слоев, массивных образцов, готовых мишеней монокристаллов и др.,Этими способами имеется возмолность производить также эле ментный анализ вещества при условии, что элементы, входящие в состав анализируемого вещества, не сильно отличаются друг от друга по атом ому номеру K Например, чувствительность определения изотопного сортавв .вольфрама не менее 0,5% apg токе 1,5 цА пучка тяжеао, b лык ионов " Аг с энергией 135 МэВ в течение 6 ч на толстую мишень.

Формула изобретения с;

Способ ядерного изотопного анализа материалов, заключающийся в облучении пробы потоком заряженных частиц и регистрации возникающего гамма-излучения, по которому судят о количестве определяемого изотопа, отличающийся тем, что, с. целью расширения диапазона определяемых элементов и увеличения точности анализа, вьфирают вид и энергию заряженных частиц обеспечивающими при облучении пробы кулоновское возбуждение ядер определяемого изотопа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1; 8 с1 3.Ч."41ом с Е пе "gy Меч."

12,275, 1974.

2. X. йца I?. СИЕ rn. 12, Мо 1, 209, 1972.

Составитель А. Андреев .

Редактор И. Шубина Техред A. Алатырев Корректор Е Папи

Заказ 1839/39 Тираж 1112 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4