Способ регистрации потоков сильноионизирующих частиц с помощью ядерных эмульсий

 

Изобретение относится к методам измерения ионизирующих частиц с помощью ядерных эмульсий. Целью изобретения является повышение достовености оценки дозрадиации, обусловленной сильноиозирующими частицами в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляемости в интервале DE/DX = 3<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">3</SP> - 2,7<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">4</SP> МэВ/см путем увеличения геометрических размеров проявленных зерен серебра. Цель достигается новым составом амидолового проявителя при обработке экспонированной фотографической эмульсии. Изобретение обеспечивает высокое качество проявленного изображения следов частиц с DE/DX*983<SP POS="POST">.</SP>20<SP POS="POST">3</SP> МэВ/см, облегчающее поиск и полный учет этих частиц, благодаря чему повышается достоверность определения дозы радиации в условиях космических полетов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 156 А1 (19) (11) (5)) 4 G 01 T 1 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !".

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ле с1Е/dX = (3 ° 10 — 2,7 ° 10 ) МэВ/см путем увеличения геометрических размеров проявленных зерен серебра.

Способ основан на экспонировании эмульсии в исследуемом поле излучения, фотографической обработке в проявителе, подсчете числа треков частиц и определении по нему потоков частиц, в качестве проявителя используют амидоловый проявитель, дополнительно к KBr, содержащий NaC1 в количестве 8-12 г/л с пониженным содержанием сульфита натрия, концентрацию которого выбирают по предварительно полученной калибровочной кривой зависимости величины порога от . содержания сульфита. Для регулирования порогов регистрации по dE/dÕ в интервале 3 10 — 2,7 10 МэВ/см

1 (21) 4411246/40-25 (22) 19.04.88 (46) 15.12.89. Бюл. У 46 (72) А,Б.Акопова, Л.В.Мелкумян, Ш.Б.Рштуни и Л.А.Шатверова (53) 539.1.074.86(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)Р 1057905, кл. G 01 T 1/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N- 1088496, кл. G 01 Т 1/08, 1985. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ПОТОКОВ

СИЛЬНОИОНИЗИРУЮШИХ ЧАСТИЦ С ПОМОЩЬЮ

ЯДЕРНЫХ ЭМУЛЬСИИ (57) Изобретение относится к методам измерения ионизирующих частиц с помощью ядерных эмульсий. Целью изобретения является повьппение достоверности оценки дозы радиации, обусИзобретение относится к экспериментальной физике, в частности к способам регулирования порогов регистрации частиц для определения потоков тяжелой компоненты космического излучения на интенсивном фоне слабоионизирующего излучения; способы регулирования порОгов широко используются при измерении спектров линейных потерь энергии частиц, с помощью которых оценивается доза радиации, обусловленная потоками заряженных частиц.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки дозы радиации, обусловленной сильноионизируюшими частицами космического излучения в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляемости в интерва2 ловленной сильноионизируюшими частицами в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляемости в,интервале dE/(1Х = 3 10 — 2,7 1О МэВ/см

Ъ путем увеличения геометрических размеров проявленных зерен серебра.

Цель достигается новым составом амидолового проявителя при обработке экспонированной фотографической эмульсии. Изобретение обеспечивает высокое качество проявленного изображения следов частиц с dE/dX ) 3 " к20 МэВ/см, облегчающее поиск и

3 полный учет этих частиц, благодаря чему повьппается достоверность определения дозы радиации в условиях космических полетов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл °

1529156

55 в амидоловый проявитель добавляют сульфит натрия 8 — 4 г/л.

Введение КВг приводит к торможению скорости проявления, что к тому же в значительной мере усиливается от одновременного снижения концентрации сульфита, приводяшего к уменьшению активной части проявителя. При создавшейся малой скорости проявления имеет место избирательное проявление следов сильноиониэируюших частиц на фоне частиц с меньшими ионизационными потерями, т.е. становится возможным регулирование регистрирующей способности эмульсии.

В свою очередь, добавление в проявитель хлористого натрия приводит к преобладанию физического проявителя над химическим и, в результате, к образованию компактных зерен серебра, имеюших четкие очертания, легко прослеживаемые в слоях, проявленных при высоких порогах (бЕ/dx

> 3 ° 10 МэВ/см), способствуя локализованному росту проявившихся металлических зародышей.

Для построения калибровочной кривой зависимости dE/dX от концентрации сульфита натрия толстослойные ядо..рные эмульсии экспонировали (2 2о частицами С и Ие,, с энергией по

9 МзВ/нуклон, имеющих в диапазоне

3 ° 10 — 2,7 10 МэВ/см.

По предлагаемому способу слои помешают в амидоловый проявитель с добавлением постоянных концентраций КВг и NaC1 с выбранной пропорционально величине задаваемого порога концентрацией сульфита натрия.

По окончании фотографической обработки путем наблюдения в микроскоп момента исчезновения тех или иных следов с заданными dE/dX или по сокрашению остаточного пробега Roc по известной формуле К = f (R« определяют величину полученнîro порога. По полученным данным строят калибровочную кривую.

В амидоловый проявитель вводят

КВг .и 10 г/л хлористого натрия, а .также 5 г/л сульфита натрия. Слой ядерной эмульсии типа БЯ-2 экспонируют для калибровки .-частицами, С и Ие„ с энергией, равной по ц о

9 МэВ/нуклон, и одновременно проявляют в укаэанном проявителе, По окон1 чании фотографической обработки наблюдают в микроскоп сохранение чет5

40 ких следов частиц С, и Ne с весьма компактными и крупными зернами, имеюшими диаметр 0 45 мкм при полном отсутствии следов " -частиц, именщих ионизационные потери 3 :10 МэВ/см, что и принимают за величину достигнутого энергетического порога регистрации или порога фотографической чувствительности слоя.

Одновременно с этим калибровочным слоем в аналогичных условиях проявляют и слой, экспонированный на ИСЗ серии "Космос"-1514 в условиях открытого космоса. Для данного порога dE/dÕ = 3 10 МэВ/см при подсчете числа треков в эмульсионном слое типа БЯ-2 получили значение флюенса частиц Р = 1,87 10 частиц/

2 см и потока N = 6 81 10 част«ц/

Ф см с ср., в то время как в контрольном слое, обработанном в обычном амидоловом проявителе, т.е. без добавления KBr, ИаС1 и при обычной концентрации сульфита, равном 10 г/л, они составили: Ф = 1,83 10 частиц/см и N = 6,78 10 частиц/см

° с ср.

Полученное уменьшение флюенса и плотности потока частиц эа счет числа непроявившихся треков частиц с dE/dX меньше порогового значения э

У т.е. меньше чем 3 10 МэВ/см, подтвердилось и резким уменьшением величины оптической плотности рабочего слоя (экспонированного в космосе) с D =- 1,5 до D = 0,3, измеренным на денситометре типа ДФЭ-10. Получено пятикратное снижение оптической плотности не только за счет непроявившихся следов протонов и -частиц,, составляющих более 90-95 от обшего состава космических частиц, но и вследствие снятия интенсивного фона излучения. Достигнутая оптическая прозрачность слоя при сохранении высокого качества изображения зерен повышает достоверность определения дозы радиации, обусловленной следами тяжелых частиц, просто и легко наблюдаемых в микроскоп.

Экспериментально было установлено, что достижение полноценных зерен, серебра (с d. " 0,45 мкм) и порогов регистрации в интервале dE/dÕ = 3 >

«10 — 2,7 10 МэВ/см достигается

I введением 10 г/л NaCl и конкретных концентраций сульфита натрия, выбор значения которых обусловлен критери5 )5291 ем, приведеннъ м в таблице. Концентра" ция вводимого KBr = 3 г/л остается неизменной для всего диапазона полученных порогов.

В таблице приведены данные влия5 ния концентрации NatSO< и NaC1 на качество изображения.

Из таблицы видно, что наиболее целесообразно для получения качественного изображения и укаэанного интервала порогов регистрации использовать 10 г/л хлористого натрия, 3 г/л KBr и сульфита натрия 8-4 г/л.

Использование изобретения наиболее эффективно для проявления экспонированнъ х в космосе эмульсионных слоев при высоких значениях порогов регистрации, необходимых для исследования тяжелых и сверхтяжелых ядер, 20 и при зарядовой идентификации их методом счета зерен, разработанным специально для управляемых по ионизационным потерям ядерных эмульсий.

Изобретение может быть успешно реа- 25 лизовано и при облучении эмульсионных слоев на ускорителях заряженных частиц, при исследовании редких событий, сопровождающихся интенсивным фоном легких частиц.

Использование изобретения по сравнению с сушествуюшими способами имеет следукипие преимущества: не требует дополнительного двухкратного расхода дорогостоящей ядерной эмульсии, существенно упрошает технологию фотоГрафической обработки, так как в данном случае проявляется одиночный слой, а не трехслойный эмульсионный "сэндвич"; увеличение диаметра проявленных зерен, четкость их граней и высокое качество изображения следа чаСтиц, приобретаюших зернистую структуру при высоких значениях порогов проявления, повышает

56 6 надежность и достоверность оценки дозы радиации, обусловленней тяжелой компонентой космическеге излучения. формула и з обретения

1. Способ бегистрации потоков сильноионизируюших частиц с помошью ядерных эмульсий, при котором экспонированную эмульсию фотеграфически обрабатывают в амидоловем проявителе на основе сульфита натрия, содержащем КВг в количестве 2-3 г/л, подсчитывают число треков частиц и определяют по нему Дозу радиации, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения достоверности оценки дозы, обусловленной сильноионизируюшими частицами в эмульсионных слоях с порогом регистрации-проявляемости в интервале dE/dX=(3 10 -2,7 к

« 10 ) МэВ/см путем увеличения геометрических paBMepoB o eHHbix seрен серебра, в качестве проявителя используют амидоловый проявитель, дополнительно содержаший NaC1 в количестве 8-12 г/л, а концентрацию сульфита натрия выбирают в интервале 8-4 г/л по предварительно лолученной калибровочной кривой зависимости величины порога от содержания сульфита.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю.ш и и с я тем, что, с целью регулирования порогов регистрации по

dE/dX в интервалах (3 10 - 1,2к

«10 ) МэВ/см, (1,2 10 -2,7 10 ) МэВ/см, в амидоловый проявитель добавляют сульфит натрия и KBr соответственно в количествах (8-6,2 г/л и 4-5 г/л— для I интервала и 6,2-4 г/л и 5-6 г/лдля II интервала.

8,0

0,35

8,5

3 10

0,45

0,75

10,0

12,0

8,0

7 5

Плотность следов с(-частиц > еше подсчитывается

Следы исчезли

Исчезли следы и зерна вуали

1529156

Продолжение таблицы

4 5

1,2 ° 10

Я

Плотность следов С просчитывается

Следы исчезли

Исчезли следы и зерна вуали

Плотность следов Ne просчитывается

Следы исчезли

Исчезли следы и зерна вуали

6,7

8,0

0 35

6,2

5,7

10,0

12 0

0,45

0 75

2,7- 10

4,5

8,0

0,35

4,0

3,5

10,0

12,0

0,45

0,75

Составитель В. Костерев

Техред Л.Сердюкова Корректор М, Пожо

Редактор Т. Парфенова

Заказ 7638/41 тираж 484

Подписное

ВНИИПИ 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