Приготовление - мишень
Cтраница 1
Приготовление мишеней из индивидуальных изотопов часто весьма затруднительно. В идеальном случае такие мишени следовало бы изготовлять прямо в установке для разделения изотопов, если нужный изотоп собирать на подложку мишени; такой метод, однако, может быть использован далеко не в каждой лаборатории. [1]
При приготовлении мишени особое внимание нужно уделять ее чистоте. Атомная частица с энергией в несколько килоэлектронвольт при соударении с твердым телом полностью теряет свою энергию на длине пробега в несколько нанометров. На такой глубине происходит образование вторичных ионов, и присутствие на поверхности даже нескольких монослоев посторонних молекул может существенным образом исказить вторично-эмиссионный масс-спектр исследуемого вещества. Загрязнение мишени происходит и в самом масс-спектрометре, если вакуум в области ВЭИ-источника недостаточно высок. Так, при вакууме 10 - 4 - 10 - 5 Па поверхность мишени очень быстро покрывается слоем адсорбированных органических молекул, которые в больших или меньших количествах присутствуют в остаточных газах. [2]
Другим важным методом приготовления мишеней является электроосаждение. Этим способом можно получать мишени не только из металлов, но также из окислов и других соединений. В большинстве случаев электроосаждение можно осуществить почти количественно, что особенно важно при работе с обогащенными изотопами. Удаление материала подложки в этом случае обычно труднее, чем для мишеней, напыленных в вакууме; однако, если в качестве электрода для осаждения использовать очень тонкую металлическую пленку, полученную напылением в вакууме на полимерную фольгу, последнюю можно удалить растворением. [3]
Проще всего проблема приготовления мишени решается в тех случаях, когда можно достать готовую фольгу нужной толщины, изготовленную заводским способом. Однако возможность приобретения фольги различных металлов толщиной меньше нескольких мг / см весьма ограничена: наиболее доступными являются фольги из алюминия, никеля и золота. Для приготовления мишеней из большинства металлов используют метод, напыления в вакууме. Этот же метод применим для приготовления мишеней различной толщины из неметаллов и некоторых химических соединений. В ходе приготовления мишени напылением расходуется большое1 количество вещества, однако таким образом удавалось изготовить мишени даже из индивидуальных изотопов. [4]
Очень важное значение имеет также приготовление мишеней для облучения и физич. [5]
Описано множество других специфических методов приготовления мишеней. [6]
Необходимо ещо кратко упомянуть о проблемах, связанных с приготовлением мишени, подвергаемой облучению, и с процессами химической переработки. Физические требования к мишеням для работы на котле удовлетворяются достаточно легко. Соединения, из которых изготовляются мишени, должны содержать достаточно высокую концентрацию активируемого элемента. Не должны присутствовать другие элементы с высоким эффективным сечением захвата для нейтронов. Это предохраняет получающийся продукт от нежелательных радиохимических загрязнений и помогает избежать ненужного расхода нейтронов. Материал мишени должен быть достаточно стабилен в условиях сильного излучения и при температурах 150 - 200 С. Соединения должны быть устойчивы против коррозии. Естественно, что недопустимо использовать взрывчатые и легко воспламеняющиеся вещества ввиду опасности для котла и людей, работающих с этими активными материалами. Для мишеней, предназначаемых для внешнего облучения на циклотроне, требования остаются такие же, как и для облучения в котле. [7]
Преимущества предлагаемого способа получения Мо над широко используемым в настоящее время состоят в отсутствии необходимости процессов приготовления специальных урановых мишеней и блок-контейнеров для облучения урана, а также во вскрытии блок-контейнеров и растворении урана по окончании облучения. Однако процесс удаления и захоронения радиоактивных осколков других элементов в новой технологии остается. [8]
Задачи, которые приходится решать при изготовлении образцов, предназначаемых для облучения, весьма разнообразны и зависят от целей эксперимента и степени его сложности. Если необходимо просто получить радиоактивный изотоп и затем использовать его в качестве индикатора или для изучения схемы распада, приготовление мишени обычно не представляет трудностей. Однако и в этом случае при облучениях в реакторе требуется соблюдение ряда условий. Так, например, контейнеры для образцов следует подбирать с учетом мощности потока нейтронов, температуры в активной зоне и продолжительности облучения. Для облучения в течение нескольких минут при умеренных потоках в исследовательских реакторах ( 1012 - 1013 нейтрон. [9]
 |
Схема взаимного расположения измеряемого образца и счетчика. [10] |
Во избежание ошибок из основного раствора ( объем Ут) параллельно делают два независимых разведения и из каждого разведения - 4 мишени. Если это условие не выполняется, то, очевидно, где-то произошла ошибка и растворы должны быть приготовлены заново. Все работы по приготовлению мишеней должны производиться в посуде, чистота которой проверяется на счетчике. С этой целью посуда промывается дистиллированной водой и пробы воды проверяются на отсутствие радиактивности. [11]
В кратком обзоре невозможно сколько-нибудь полно охватить методы, применяемые для приготовления тонких мишеней. Исследование каждого нового элемента обычно ставит и новые проблемы; для приготовления мишеней различной толщины необходимо пользоваться разными методами: метод приготовления мишени из большого количества материала может оказаться непригодным в том случае, когда мишень следует изготовить из нескольких миллиграммов обогащенного препарата дорогостоящего изотопа; вопросы о характере и возможности применения подложки, о площади мишени также оказываются весьма существенными при выборе методики. В настоящем разделе эти вопросы будут обсуждены лишь очень кратко. [12]
Проще всего проблема приготовления мишени решается в тех случаях, когда можно достать готовую фольгу нужной толщины, изготовленную заводским способом. Однако возможность приобретения фольги различных металлов толщиной меньше нескольких мг / см весьма ограничена: наиболее доступными являются фольги из алюминия, никеля и золота. Для приготовления мишеней из большинства металлов используют метод, напыления в вакууме. Этот же метод применим для приготовления мишеней различной толщины из неметаллов и некоторых химических соединений. В ходе приготовления мишени напылением расходуется большое1 количество вещества, однако таким образом удавалось изготовить мишени даже из индивидуальных изотопов. [13]
Облучение внутри циклотрона предъявляет такие требования, которые трудно удовлетворить. При высоком вакууме мишень может испаряться уже при 5 - 10 kW / см2, если циклотрон работает при полной нагрузке. В этих условиях возникает температурный градиент не менее 1500 С / мм. Даже такой металл, как хром, при этом плавится и испаряется. В приготовлении соответствующих мишеней даже при наилучших условиях все же встречаются трудности. Лишь очень немного утверждений можно сделать относительно процессов химического отделения. Так как мишень может содержать иногда от одного до тридцати из 96 химических элементов и всегда возможна опасность возникновения нежелательного излучения. Порядок проведения всех процессов определяется условиями конкретной задачи. [14]
Страницы: 1