Файл: Ядернофизические методы анализа и контроля технологических процессов [сборник статей]..pdf

для проверки методики и использования медных фолы в качестве монитора. Реакция 60Ni(p, п ) 60Си (рис. 1, 2) исследована недавно от порога до 14 Мэе [11]. Как видно из таблицы, предел обнаруже­ ния Си и Ni по радиоизотопам 53Zn и 60Си при оптимальных энер­

гиях облучения равен 4,7С-10~9 и 0,62С-10~9— мка соответственно.

Для меди выбрана оптимальная энергия 10 Мэе, чтобы исключить

Поскольку молибден имеет много стабильных изотопов, мы рас­

Активация на дейтронах. Из-за малости энергии связи дейтро­ нов число реакций, возникающих на средних ядрах, очень велико. В таблице приведены реакции на ядрах Mg, Al, Si, Са, V, Сг, Мп, Fe, Ni.

На рис. 1, 12— 15 показаны выходы и кривые активации реакций 26M g (d, р) 27M g и 40Са id, а) 38К. Здесь и далее кривая актива­ ции представляет функцию возбуждения, выраженную в относи­ тельных единицах (относительно 100 мбарн). Пределы обнаруже­

измерялась от порога до 12 Мэе в работе [13]. Содержание Si можно определить по радиоизотопу 29А1, однако выход этой реак­ ции мал и не обеспечивает очень высокой чувствительности анали-

за (125 С-10-9 — -мка). Поэтому содержание Si следует определять

по наведенной активности радиоизотопа 28А1 с учетом вклада реак­ ции 27А1 (d, р) 28А1. Это возможно при условии msi/^Ai > 100, так

56

как выход реакции 27А1 (d, р) 28А1 при энергии дейтронов £ ^ = - = 10 Мэе примерно в 100 раз больше выхода реакций на кремнии.

радиоактивность 28А1 целиком можно отнести к кремнию. Ясно, что: по активности 28А1 целесообразнее определять содержание А1,. однако содержание Si придется определять другим методом. Пре­ делы обнаружения кремния и алюминия по радиоизотопу 28А1 при

ции первой реакции. Реакции на хроме измерены с целью выясне­ ния вклада излучения 52V при анализе содержания ванадия. При начальной энергии активации дейтронов 10 Мэе влияние хрома из второй и третьей реакций исключается. Вклад от последней реак­

57

достигается очень высокая чувствительность и предел обнаружения

•составляет 0,71 С-10-9 -^-м ка. Влияние 52mMn из реакции 54Fe(d, а)

52mMn учитывается по разложению кривой распада активности.

Активация на ионах 3Не. Использование ионов 3Не при энерхии СЗНе > 10 Мэе приводит к сильному увеличению каналов воз­ можных реакций, что в активационном анализе нежелательно.

В таблице приведены исследованные ядерные реакции, а на рис. 3 — выходы этих реакций. При анализе Mg мешает алюминий из реакции 27А1 (3Не, 2р) 28А1, поэтому его целесообразнее опреде­ лять с помощью активации на дейтронах. При анализе К по наве­ денной активности 38К мешают реакции 37С1 (3Не, 2п) 38К и 40Са (3Не, ар) 38К. Влиянием второй реакции из-за малости выхода можно пренебречь. Предел обнаружения калия по наведенной

58

На рис. 3, 5, 6 представлены функции возбуждения и средние сечения реакции 27А1 (3Не, 2р)28А1. При анализе надо учитывать влияние магния из реакции 26Mg (3Не, 2р)28А1, определяя содер­ жание магния с помощью реакции 26M g (3Не, 2р) 27M g или облуче­ нием на дейтронах. Предел обнаружения алюминия составляет

22 С -К Г 9 — • мка.

г

В наших экспериментах источниками ошибок являлись: неточ­ ность измерения зависимости эффективности регистрации у-кван- тов детектором от энергии (5%); неточность измерения тока (1%); статистика (3%); неточность определения толщины фольг (1%); неточность геометрии (4%). Среднеквадратичная ошибка измерения выходов средних сечений и функций возбуждения со­ ставляет 7,2%.

Толщина фольг при активации на дейтронах сравнительно ве­ лика, поэтому значения сечений представляют средние в пределах ионизационных потерь в эквивалентных толщинах фольг.

Наши исследования показали, что активация на заряженных частицах позволяет определять содержание Mg, Al, Si, S, К, Са, V, Сг, Mn, Fe, Ni, Си, Мо без разложения основы по наведенной

ренных ядерных реакций не превышает 5ч10 мин., а благодаря короткому времени облучения на ускорителях стоимость анализа довольно низкая.

Поскольку характерные у-кванты изученных радиоизотопов сильно различаются по энергии, то возможно одновременное опре­ деление элементов с использованием GeLi-детектора. Следует от­ метить, что методы анализа на короткоживущих радиоизотопах весьма перспективны и при изучении и обнаружении различных дефектов на поверхности материалов.

59

УДК 539.106

Л. В. Навалихин, В. А. Муминов

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА ВЕЩЕСТВА

СИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОВОЛЬТНЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ

ИВОЗМОЖНОЕ ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Метод нейтронно-активационного анализа на быстрых нейтро­ нах, получаемых с помощью низковольтных ускорителей, имеет свои специфические особенности и характерные условия облуче­ ния, мониторирования потока, эталонирования и пр. Круг анали­ зируемых в том или ином объекте элементов, чувствительность

риваются в данной работе.

Нейтронный генератор позволяет в результате ядерной реак­

ны 5-1010—2-10п нейтр/сек и зависит, при прочих равных условиях, от срока службы и возможностей' используемой мишени, которые ограничиваются количеством ядер трития, поглощенного в ней, и степенью ее использования. Выпускаемые серийно ZrT-мишени на вольфрамовой подложке при токе падающих дейтронов 500—1 600 мка позволяют получать выход до 5- 10г' нейтр/сек, который, однако, сокращается примерно в два раза после 3—4 час. работы установки. Работа же в ослабленном режиме — сначала при токе дейтронов, ускоренных до £ ^ 1 4 0 — 150 кэв, равном 150—200 мка, затем при постепенном увеличении его до максимального значения

Так, непосредственное охлаждение ее торца проточной водой устра­ няет перегрев мишени и связанные с ним потери трития. Исполь­ зование для этой цели жидкого воздуха или азота увеличивает рассеяние тепла в 10— 100 раз [1].

60