Способ приготовления массбауэровских источников гамма- квантов

 

Изобретение касается анализа никелесодержащих соединений, изучения радиационных дефектов, процессов упорядочения в сплавах. Цель - улучшение спектральных характеристик источника. Для этого естественную медь облучают ионами гелия 3 с энергией Е 50 мэВ по ядерной реакции 65Cu(3He,o3n)61Cu. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)е G 01 N 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873361/25 (22) 23,02.90 (46) 23.03.92. Бюл. ¹ 11 (71) Институт ядерной физики АН КазССР (72) Н.И.Акулов, В.П.Бурминский, Т.М.Жантикин и А,К.Жетбаев (53) 539. 143.43(088.8) (56) Cammon Н„Сап С, J. Phys., 1987. № 10. р. 65.

Erich U. Z. Phys.. 1969, 227, ¹ 1, р.

25 — 44, Изобретение относистя к области,успектроскопии и может быть применено при изготовлении источников, используемых в ядерной гамма-спектроскопии для исследования никелесодержащих соединений, процессов упорядочения в сплавах, изучения радиационных дефектов и

rÀ

Известен способ получения мессбауэровского источника гамма-квантов с энергией 67,4 кэВ, закл ючающийся в использовании материнского изотопа 6 Co.

Последний получают по реакциям Ni(p, a) Со и Ni(y, р) Со. В у-спектре Со фотолиния 67,4 кэВ почти не содержит фона, однако недостатками такого источника являются короткий период полураспада е Co (99 мин), расщепление эмиссионной линии, для устранения которой требуется приготовление немагнитного источника в форме сплава NI0,86×0,14 или Nio,веСго,1е, т.е. миЕ4 Е2 шень источника предварительно сплавляют с ванадием или хромом в индукционной ва, „ 4 „„1721486 Al (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕССБАУЭРОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ ГАММА-КВАНТОВ (57) Изобретение касается анализа никелесодержащих соединений, изучения радиационных дефектов, процессов упорядочения в сплавах. Цель — улучшение спектральных характеристик источника.

Для этого естественную медь облучают ионами гелия 3 с энергией Е > 50 мзВ по ядерной реакции Cv (Не, аЗп) Си, 1 табл. куумной печи, гомогенизируют, прокатываIoT с промежуточными отжигами и так далее чтобы получить оптимальную толщину мишени необходимы очень дорогие стабильные изотопы Ni u Ni {естественный никель содержит изотопы Ni u Ni в количестве 1,16 и 3,66% соответственно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения мессбауэровского источника гамма-квантов с энергией 67,4 кэВ изотопа Си. СцполучаЕ1 ют по ядерной реакции Cu{y, 2n) Са. Преимущества: более длительный период полураспада (3,32 ч) распадающееся ядро сидит в металлической меди в диамагнитной и кубической решетке, поэтому расщепление эмиссионной линии не происходит, используется дешевая естественная медь.

Недостатком известного способа является получение мессбауэровского источника только с помощью у-квантов по реакции

Cu(y, 2n) Си на электронном ускорителе с помощью тормозного излучения, которое

1721486 создавалось 45 МэВ электронами в танталовом поглотителе толщиной 1 мм и сильный фон под фотопиком 67,4 кэВ, который создается комптановским эффектом высокоэнергетических у -квантов и тормозным излучением, что ухудшает спектральные ха.рактеристики источника.

Цель изобретения — улучшение спектральных характеристик источника путем уменьшения фона под фотопиком

67,4 кэВ.

Поставленная цель цостигается тем, что используется источник Си, получающийся путем циклотронного облучения естественной меди ионами Не по ядерной реакции

65Cu(3Не, а Зп)6 Си.

Преимуществом предлагаемого способа получения мессбауэровского источника является то, что расширяются возможности получения источника гамма-квантов с энергией 67,4 кэВ за счет использования ядерной реакции 6 Cu(Не, а Зп) С и уменьшается сильный фон (который характерен для реакции Cu(y,2n) Cu) под фотопиком

63 61

67,4 кэВ. выход реакции, приводящей к получению Си при облучении естественной меди ионами с энергией Не Е > 50 МэВ примерно в 3 раза выше, чем при EQ®= 20 МэВ (при энергии ионов Не = 20 МэВ находится макз симум функции возбуждения реакции

Cu(Не,а n) Cu). Кроме того, измерено отношение высоты фотопика с энергией

67,4 кэВ к фону под этим фотопиком в зависимости от энергии ионов Не.

Данные приведены в таблице, Из таблицы видно, преимущество ионов Не с Е 50 МэВ по сравнению с

Е яне=- 20 МэВ.

Получение Си при Е не 50МэВ возможно также из Си по реакции

Cu(Не, 2РЗп) Си. Облучают обогащенный изотоп зCu при Е Не 50 МэВ и выход

6ю

Си в данном случае оказался слабым, Поэтому Си при Е>не 50 мэВ из естествен61 ной меди в основном получают по реакции

Cu(.Íå, а Зп) Си. Для реализации способа мишень из естественной медной фольги толщиной 10 мкм облучают ускоренными ионами Не с энергией Е не 50МэВ. При энергиях ионов Не ниже 50 МэВ сечение реакции, приводящее к образованию Си, уменьшается, в результате чего ухудшается качество мессбауэровского источника, Время облучения 3 ч. Величина тока бомбардирующих частиц l > 1 мкА, Активность используемого в исследовании источника определяется конкретной зада5

55 чей этого исследования и частотными свойствами электронной аппаратуры. В измерениях активность источника составляет 10 мКи, на конец облучения 1 10 рас/с. Используя все предельные возможности при

I = 8 мкА и времени облучения t = 10 ч, можно получить активность источника

200 мКи. Величина тока пучка зависит от эффективности системы охлаждения облучаемой мишени (чтобы не было сильного разогрева мишени). Размеры мессбауэровского источника являются общепринятыми и его влияние на ширину линии и так далее связана только с геометрическими параметрами и зависит от методики проведения мессбауэровских измерений, Последовательность проводимых операций состоит в следующем. Фольга из естественной меди толщиной 10 мкм, диаметром 10 мм (увеличение толщины приводит к самопоглощению у -квантов), подвергают облучению ионами Не на изохронном циклотроне на воздухе, Юстировку перед облучением производят с помощью специальной бериллий кварцевой мишени, на место которой затем крепят устройство для облучения. Интегральное значение тока частиц и полученная доза контролируются интегратору тока, смонтированному на циклотроне. Охлаждение мишени осуществляют водой, подаваемой на мишенедержатель. После облучения первой мишени, t = 3 ч, ставят вторую мишень.

Сразу же проводят мессбауэровские измерения на спектрометре ЯГРС-4М в режиме постоянных ускорений с накоплением информации в многоканальном анализаторе

P-4840.

В эксперименте используют чередующиеся мишени, так как время жизни источника мало. Во время измерения мессбауэровских спектров источник и поглотитель находят в парах жидкого азота при 86 К в камере криостата. Детектором служит тонкий кристалл Nal(Te). В качестве поглотителя используют обогащенный изотоп Ni.

Формула изобретения

Способ приготовления мессбауэровских источников гамма-квантов с энергией

67,4 кэВ, включающий получение меди — 61 путем облучения меди, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения спектральных характеристик источника за счет уменьшения фона под фотопиком 67,4 кэВ, облучают естественную медь ионами Не с энергией Е 50 мэВ, 1721486

Составитель О.Исаева

Техред М.Моргентал Корректор О.Кучерявая

Редактор Н,Рогулич

Заказ 948 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101