Способ изготовления мишеней из изотопов серы для ядерно- физических исследований

 

Изобретение относится к ядерной физике. Способ изготовления мишеней из изотопов серы для ядерно-физических исследований заключается в следующем . Рассчитьшают точно необходимое количество изотопа серы, растворяют взвешенное количество серы в этаноле при нагревании, электрохимическим путем переводят в раствор металл , например серебро, в виде ионов и лиганд и приливают раствор серы при 40-50 С, получая коллоидный раствор сульфида серебра с размерами частиц . Пленку из нитроцеллюлозы наклеивают на оправку, наносят на нее дозированное количество раствора сульфида серебра с высушиванием, затем пленку из нитроцеллюлозы удаляют растворением или сжиганием. Подложка может быть и токопроводящей, тогда сульфид серебра наносят электрохимическим путем. Повьшается равномерность по толщине мишени 2- 20 мкг/см , ее прочность и химическая чистота. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л -q

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(51)4 Н 05 Н 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4133193/24-21 (22) )4.10,86 ,(46) 23.11.88. Бюп. М 43 (72) Е.О.Бабичев, Т.С.Назарова и А.Г.Страшинский (53) 621.384.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1l 1238709, кл. Н 05 Н 6/00, 1984.

Piskoks et а1. Nuclear Physics

А414, 1984, р. 219, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИИЕНЕЙ ИЗ

ИЗОТОПОВ СЕРЫ ДЛЯ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ (57) Изобретение относится к ядерной физике. Способ изготовления мишеней из изотопов серы для ядерно-физических исследований заключается в следующем. Рассчитывают точно необходимое количество изотопа серы, раствоÄÄSUÄÄ 1439754 А I ряют взвешенное количество серы в этаноле при нагревании, электрохпмическим путем переводят в раствор металл, например серебро, в виде ионов и лиганд и приливают раствор серы при 40-50 С, получая коллондный раствор сульфида серебра с размерами частиц 10 -10 сМ Пленку из нитроцеллюлозы наклеивают на оправку, наносят на нее дозированное количество раствора сульфида серебра с высушиванием, затем пленку из нитроцеллюлозы удаляют растворением или сжиганием. Подложка может быть и токопроводящей, тогда сульфид серебра наносят электрохимическим путем. Повышается равно- Я мерность по толщине мишени 22

20 мкг/см, ее прочность и химическая чистота. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1439754

Изобретение относится к технологии получения мишеней для ядерно-физических исследований, проводимых на пучках ускоренных частиц.

Проблема создания мишеней из милликолИчеств разделенных изотопов состоит в том, чтобы получить их в чистом виде, равномерными по толщине и составу, с гарантированным сохранением 10 их массы под пучком.

Целью изобретения является повьш ение равномерности по толщине мишени

2 толщиной 2-20 мкг/см, ее прочности и химической чистоты, 15

Предлагаемый способ рассматривают на примере изготовления мишеней, содержащих изотоп серы — 36 в виде сульфидов серебра, кадмия и цинка, толщиной 2-10 мкг/см на ангстремных угле-, 20

2 родных и нитроцеллюлозных пленках, на

200 мкм танталовых подложках, а также свободных от подложек (самоподдерживающиеся).

Мишени изготавливают, начиная с 25 точного расчета необходимого количества изотопа серы, которое перерабатывают и изготавливают в виде . мишеней определенной площади, толщиной и конфигурацией по формуле 30

P=hSdnр, P — масса изотопа серы, г, h — толщина мишени, см, S — плошадь мишени, см

2.

d — плотность серы, r/см

3. п — количество мишеней, шт.

Взвешивают необходимое количество серы на аналитических весах 0,0100,050 г. Взвешенную измельченную серу растворяют в 10-30 см этанола при нагревании до 40-50 С в соответствии с прямой реакцией по формуле

Мл е h Б.d""nr

45 сяры где Р— вес металла для образования ме сульфида, г, М„, е — молекулярный вес металла, г моль

Мс — молекулярный вес серы,г-моль серы ( толщина мишени серы, см, S — площадь мишени, см

2.

d — плотность серы, г/см

5.

n — количество мишеней, 55 рассчитывается количество металла, которое надо перевести в раствор для связывания взятого количества изотопа серы. С помощью ионатора, где катод и анод заданный металл, например серебро переводят в раствор в виде ионов и лиганд. Режимы электролиза рассчитывают по формуле

Рл1е 26,8

--- — - - (мин ) где 26,8 — электрохимический эквивалент;

Р— необходимое количество металла для образования сульфида, г; 3 — эквивалентный вес металла, I — ток электролиза, А; — время электролиза, мин.

Режимы электролиза для милликоличеств металла на примере серебра и кадмия приведены в табл. 1, К свежеприготавленному раствору металла при 45-50 С приливают раствор изотопа серы в этаноле . При таком температурном режиме образуется коллоидный раствор с размерами частиц 10

10 см, неспособными к седиментации и агломерации. Готовят подложки пленки из HHTpoIJåëëþëoçû с заданными тол циной и размерам и наклеивают их на оправки, Готовый коллоидный раствор градуированной пипеткой с очень тонким капилляром наносят в строго определенном количестве на подготовленные подложки, высушивают и опять наносят до необходимой толщины.

Для получения свободных пленок подложку из нитроцеллюлозы удаляют растворением в органическом растворителе или сжиганием на воздухе, после чего остается стекловидная пленка сульфида.

На токопроводящие подложки сульфид наносят электрохимическим путем. Подложки тщательна обезжиривают вначале механически, а затем электролитически. Коллоидный раствор помещают в миниатюрный электрализер (5-10 см ), где анод — платина, катод — подложка, и производят осаждение сульфида по режимам, приведенным в табл. 2 °

Предлагаемым способом изготавливают эк спериментальные о бра зцы мишеней толщиной 2-20 мкг/см . Их испытывают под пучком протонов с E=0,9-3,5 МэБ.

Результаты испытаний показывают, что мишени пригодны для использования их в определении схемы гамма-распада, вероятности переходов с резонансных з 14397 состояний на низколежащие состояния ядра Cl в реакции радиационного заз хватаз 8(p,1) С1 при потоках до

10 мкА и энергии до 4,5 МэВ а так5 же для изучения реакции упругого рассеяния 8(р,р) Я в ббласти энергий за м протонов 0,9-3,5 МэВ и токах до 1 мкЛ, Благодаря указанной последовательности операций и технологических режимов удается приготовить коллоидный раствор сульфида с размерами частиц

-6 -7

10 -10 см такого количества, которое позволяет получать мишени серы из ее изотопов в виде свободных, стек-16 ловидных, прочных, чистых от примесей, равномерных по толщине фольг.

Указанная технология позволяет

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю20 шийся тем, что высушивание сульфида из коллоидного раствора осуществляют на подложке из нитроцеллюлозы, которую впоследствии сжигают или раст25 воряют в органическом растворителе.

3. Способ по п. I, о т л и ч а юшийся тем, что сульфид серы из коллоидного раствора наносят на токо30 проводящую подложку электрохимическим путем.

Т а б л и ц а 1

Металл Ток, мА Напряже- Масса метал- Темпера- Время, Катод, о ние, В ла, мг тура, С мин анод

Серебро 6Й20% 220<10% 0,4-0,5 40-50

1 Серебро

999,9

1 Кадмий

999,8

40-50

Кадмий 1ф+ 20 1 60 10 О, 3-0, 5

Таблица 2

Напряже- Продолжи- Катод ние, В тельность электролиза,мин

Сульфид Ток, мкА

Масса сульфида, r

Сульфид серебра 20

160 30-35 С, Ta Ap 0,0017

Сульфид кадмия 40

160 45-50 C,Tà,Cd 0,00250

ВНИИПО Заказ 6089/56

Подписное

Тираж 832

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 также легко рассчитать исходные количества металла и изотопа таким образом, что практически исключаются потери изотопа и драгметалла. Более высокое качество выражается в том, что мишени получаются большей равно-. мерностью по толщине, более прочные, химически чистые, так как предлагаемый способ исключает возможность внесения дополнительных примесей.

Формула изобретения

1. Способ изготовления мишеней из изотопов серы для ядерно-физических

54

4 исследований, включающий операцию образования в водной среде тугоплавкого химического соединения серы с металлом и последующее высушивание доэированного количества полученного соединения на подложке, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения равномерности по толщине мишени толщиной 2-20 мкг/см, ее прочности и химической чистоты, вначале электрохимическим путем получают ионный раствор металла, к которому . при 40-50 С добавляют раствор серы в этаноле для образования в прямой химической реакции тугоплавкого соединения серы в виде коллоидного раствора сульфида.