Способ изготовления мишени для ядерно-физических исследований

 

Изобретение относится к ускорительной технике. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характерИстик мишени. Сущность изобретения - зак тючается в создании на подложке однородного слоя нитрида лития, обладающего хорошим сцеплением с подложкой , толщину которого можно менять и контролировать. Это обеспечивается термовакуумным напылением на подложку слоя металлического лития требуемой толщины и последующего азотирования этого слоя в .атмосфере азота при температуре 110-140 С и скорости натекания азота 1-100 см /мин. Изготовленные таким способом мишени однородны, имеют больш то вакуумную стойкость и устойчивость к полному облучению..

сОюз сОВетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 H 05 Н 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 23.02.91. Бюл. У 7 . (215 4412302/21 (22) 23.03.88 (72) С.И.Абрамович и Б.Я.Гужовский (53) 621.384.6(088.8) (56) Sher R. Floyd J..I, Triton-Induced Reactions. Physical Review, 102, Р 1, 1956, р. 242.

Абрамович С.Н., Гужовский Б.Я., Слепцов Г.Н. Тонкие мишени из металлического лития. ПТЭ, li 1, 1982, с. 218-221. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМЕНИ ДЛЯ

ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (57) Изобретение относится к ускорительной технике. Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеИзобретение относится к ускорительной технике, а именно к. мишеням для проведения исследований ядерных реакций на пучках ускоренных ионов и может быть использовано при регистрации.нейтронов с помощью ионизационных камер или полупроводниковых детекторов.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик мишени.

Сущность изобретения удобно проиллюстрировать на трех примерах реа-. лизации данного технического решения.

В первом случае весь процесс проводился в вакуумном объеме. Напыпе» ние металлического лития производилось из танталовой ложечки-тигля, нагреваемой пропусканием через нее электрического тока 150 А. Подложка .мишени, закрепленная на кольцевой.ЯО 1521259 А1

2 ристик мишени. Сущность изобретения заключается в создании на подложке однородного слоя нитрида лития, обладающего хорошим сцеплением с подложкои, толщину которого можно менять и контролировать. Это обеспечивается термовакуумным напылением на подложку слоя металлического лития требуемой толщины и последующего азотирования этого слоя в .атмосфере азота при температуре 110-.140 С и скорости натекания азота 1"100 см /мин.

Ъ

Изготовленные таким способом мишени однородны, имеют большую вакуумную стойкость и устойчивость к полному облучению.

С: оправке из никеля, помещалась в нагреваемый столик образцов на расстоя- 2 нии 100 мм от испарительной ложечкитигля, в которую помещалась навеска металлического лития. В качестве под- рвиа ложки использовалась пленка иэ поли- Яд и-ксилилена толщиной 20 мкг/см . По- р

-7 сле достижения вакуума 5-10 мм рт.ст. включался нагрев столика образцов до 130 С. При этой температуре подложка прогревалась 1 ч (для обез- Ю гаживания). После этого при той же CO о температуре подложки (130 С) . производилось распыление металлического лития и образование на подложке тон- Ф кого его слоя. Затем через клапан-, й. натекатель установки под ее колпак подавался азот со скоростью натекания 50 .см /мин до давления

100 мм рт.ст., которое наступало через два часа. Необходима скорость

1521259

Формула изобретения

Составитель Е. Громов

Редактор Т.Юрчнкова Техред ) Л. Сердюкова Корректор В. Кабаций. I ° «ЮСюв

Заказ 873 . Тираж 467 Подписное

:ВНЙЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 (натекания азота обеспечивается установлением экспериментально найденной величины зазора клапана-натекателя.

После этого нагрев. столика образцов прекращали, и по достижении им комнатной температуры готовую мишень . извлекали иэ-под колпака и помещали . в эксикатор.

Во втором случае также проводилось 10 . распыление, металлического Лития, использовалась та же подложка. После

Р .нагрева столика образцов до 130 С н .nporpesa подложки для обеэгаживания

s течение I ч температуру подложки снижали до 110 С (снижением нагрева столика) и при этой температуре распыляли металлический литий и производили его аэотнрование. Скорость натекания азота устанавлйвали 1 см /мин 20

Давление 100 мм.рт. ст. наступало через 20 ч.

В третьем случае выполнялись те же . операции и в той же последовательности. После обезгаживания подложки при 25 температуре :130 С в течение 1 ч температуру повышали до 140 С и при этой температуре распыпяли литий и произ водили аэотирование обраэовавшегося на подложке слоя. Скорость напуска,30 азота составляла 100 см /мин. Давление 100 мм рт. ст. наступало через

° 15 мин.

Описанным способом были изготовле" ны мишени в широком интервале толщин" ,от 20 икг/см до 2 мг/см, Созданный таким способом мишенный слой нитрида лития. имеет высокую од" нородность, что определяется однород-„ ностью слоя металлического лития, . обусловленную тем, что этот слой на-: носится термовакуумным распылением.

Толщина слоя нитрнда лития при этом легко регулируется изменением толщи- 45 ны слоя металлического лития вплоть до очень малых толщнн, Образованный слой нитрида литься сцеплен с подлож° кой эа счет молекулярных снл без применения липкого слоя, что обуславливает большую вакуумную стойкость и устойчивость к ионному облучению.

Требования к термостойкости и толщине подложки при этом минимальны из-за низкой температуры испарения металлического лития в вакууме, что обусловливает малые термические нагрузFH на подложку во время термовакуумного распыления слоя металлического лития. Экспериментально установлено, что при температуре выше 140 С происходит разрушение мишенного слоя в процессе аэотирования по-видимому из-за возникающих механических на-, пряжений, обусловленных быстрым протеканием процесса азотирования, а о при температурах, меньших 110 С, образуется недостаточно пластичный мншенный слой, который также легко разрушается. Эксперименты также показали, что при скорости натекания азота более 100 см /мин аэотирование идет

Э очень быстро, и образуется недостаточно пластичный слой, легко разрушающийся (мишень осыпается). При скорости натекания азота менее I см /мин время изготовления мишени очень увеличиваетсяг при скорости натекания азота 10 см /мин время аэотирования составляет 2 ч, но GpH скорости натеканил, меньшей 1 см /мин, оно воз3 растает до суток, что экономически нецелесообразно.

Способ. изготовления мишени для ядерно-Фиэ ических исследований, з аключающийся в нанесении на подложку термовакуумным напылением слоя металлического лития, о т л и ч а ю щ и й" с я тем,. что, с целью улучшейия эксплуатационных характеристик мишени, после напыления производят азотн-, рование напыленного слоя в атмосфере азота при температуре 110-140 С и

;скорости натекания азота 1-100 см /мин.