Способ изготовления мессбауровских источников

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)638163 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 291176 (21) 2423985/18-25 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.З

Г 21 Н 5/00

Государственный комитет

СССР ио аелам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 301080, Бюллетень №40

Дата опубликования описания 301. 080 (53) УДК 621.384.2 (088.8)

Г

В.Н.Быков, Е.M. Иванюшкин, Н.Н.Краснов и В.А

"т. Tpo)) 4 (72) Авторы изобретения!

/! о ),, (7! ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЭССБАУЭРОВСКИХ ИСТОЧНИКОН

Изобретение относится к области ядерной З спектроскопии и может быть применено в качестве технологическо-. го процесса при изготовлении источников, используемых в ядерной )) — спек-5 троскопии для идентификации фаз в сплавах внедрения, изучения процессов упорядочения в сплавах, изучения радиационных дефектов и т.д.

В настоящее время известно несколь-10 ко методов изготовления Мэссбауэровских источников: метод создания долгоживущего изотопа облучением исходного материала в нейтронном потоке путем ядерных превращений (1)l метод 15 ионной бомбардировки, где вводится долгоживущий изотоп в исходный материал с последующей термической обработкой для отжига дежектов (2).

Известные способы изготовления 20

Мэссбауэров"ких источников неудобны и дороги, так как радиоактивный изотоп вводится в ионный источник, например

Со . Кроме того, коэффициент распыления большинства мишеней тяжелыми 25 ионами достаточно велик (— 10 Э).

Это приводит к тому, что, не разрушая поверхность металла, невозможно создать источник с достаточной величиной эффекта в тонких пленках. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления Чэссбауэ ровских источников, заключающийся во введении радиоактивного изотопа с ограниченной растворимостью в матрицу исходного материала путем диффузионного отжига (3).

Этот способ 9рЕдСтавляет собой технологический процесс изготовления источника для получения эффекта М. ссбауэра, а именно при исследовании сплавов в них вводят с помощью диффузионного отжига изотоп Со . Диффузио))67 ный отжиг проводят в статическом вакууме не хуже 5 10 мм рт.ст. при

1080 С в течение 16 ч. После дифф зионного отжига источники используют для измерения эффекта Мессбауэра.

При этом способе введение радиоактивного изотопа Со 7, имеющего ограниченную растворимость в матрице, связано с большими техническими трудностями: при высоких температурах отжига Со57улетает в вакуум, при этом наблюдаются большие потери изотопа

Со 7. При низких же температурах Co " плохо внедряется в матрицу источ»ика.

638163

Формула изобретения

Цель изобретения — увеличение эффективности источников.

Это достигается тем, что источники, полученные методом диффузионногс введения изотопа, облучают легкими ионами инертных газов, например гелия, и дополнительно термообрабатывают при 100-1000 С.

Предлагается Мессбауэровские источники, например, на основе Со приготовленные по методике, описанной в прототипе, облучать со стороны высаженного изотопа Со ионами гелия с энергией 50 кЭ при интенсивности . потока 6 10 ион/cM с при комнатной га г. температуре.

На чертеже приведена зависимость 15 величины эффекта Мессбауэра облученного источника от температуры отжига.

Отжиг длится в течение 1 ч при каждой температуре. Измерение величины эффекта Мэссбауэра проводилось щ при комнатной температуре с поглотителем в виде фольги из нержавеющей стали. Из графика на чертеже видно, что только облучение источника иона- ми гелия без дополнительной терглообработки приводит к увеличению эффекта. Изотермический отжиг при 400 С для молибдена и 600 С для вольфрама н течение 3 ч приводит к понышению величины эффекта от 0,77 до 0,85 для вольфрама и от 0,76 до 0,82 для 30 молибдена. Кроме того, изотермический отжиг при 1000 С н течение 1 ч приводит к еще большему росту величины эффекта вплоть до 0,9, хотя н интервале температур 650-750 С наблю- 35 дается его уменьшение до исходного.

Падение эффекта можно связать с релаксацией решетки матрицы, вызванной, во-первых, выходом гелия из тнердого раствора и, во-вторых, н температурном интервале 650-750 С интенсинным уменьшением плотности дислокационных петель. Дльнейшее увеличение эффекта можно связать с упрочнением решетки глатрицы н результате.образования более крупных комплексов дежектов и

45 примесных атомов. Таким образом, для источников с изотопом Со в матрице вольфрама имеется два температурных интервала, где величина эффекта Мес-. сбауэра понышается при температурах

600 С и ниже, при температурах 800 С о и выше.

Суть увеличения эффекта Мессбаузра достигается облучением источников ионами гелия и сводится к тому, что ядра Co, введенные в матрицу до облучения, находятся в разупорядоченных мейтах по дислокациям и границам блоков. Облучение источника ионами гелия переводит их в среднем н более тесно упакованные места в ма трице, н междуузлия и глеждуузельные петли, что недет к увеличению энергии отдачи всему кристаллу, т.е. к росту величины эффекта Мессбауэра.

Предлагаемый способ увеличения эффекта Мессбауэра позволяет создавать тонкие и эффективные источники с большой удельной активностью, позволяет уменьшить расход изотопа на

15 Ъ для получения такой же величины эффекта.

Способ изготовления Мессбауэровских источников, заключающийся но введении радиоактивного изотопа с ограниченной растворимостью в матрицу исходного материала путем диффузионного отжига, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности источников, последние облучают легкими ионами инертных газон, преимущественно гелия, и дополнительно термообрабатывают при 1001000 tC.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.PhgS 8tat ьоЕ(Ь), 59, 1973, р. 107.

2 . .Zntern QtOtniC ЕИЕГУ У CIQPtl(T), 5 ИПС3 1972, р. 123.

3. Будаговский С.С. Электронные свойства и тонкая структура сплавов системы г4- Я, Диссертация, 1973, с. 30.

ВНИИПИ Заказ 7856/75

Тираж 505 Подписное

Филиал ППП Патент, г,ужгороп, ул.Проектная, 4