Способ регистрации интенсивных полей космического излучения с помощью ядерных эмульсий

Патент 1057905

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ИНТЕНСИВНЫХ ПОЛЕЙ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЯДЕРНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, основанный .на экспонировании эмульсии в исследуемом поле, фотографическом проявлении и определении характеристик излучения по оптической плотности эмульсий, отличающийс я тем, что, с целью регулирования порогов регистрации в широком диапазоне ионизационных потерь, к экспонированному слою эмульсии приклеивают с двух сторон предварительно засвеченные заданной экспозицией аналогичные слои ядерной эмульсии и образовавшийся сэндвич-проявляют стандартным проявителем в соответствии с его общей толщиной, экспонированный слой отделяют от сэндвича и дальнейшую обработку всех слоев проводят в отдельности, определяют оптическую плотность засвеченных слоев, а порог регистрации регулируют с помощью экспозиции Н, определяемой из соотношения: .где а - тангенс угла наклона линейной области характеристачесКОЙ кривой 0 (гл И) ; U - средняя оптичес1 ая плотность (Л засвеченных слоев ядерной эмульсии; OQ- оптическая плотность незасвеченных слоев; Ь- отрезок, отсекаемый линейной областью характеристической кривой от оси ор(пинё1т; К - электрически определяемый из калибрювочной зависимости сд ;о о сд dE ОР к параметр, о К

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,. Su„„05 А

159

\ з 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о Ву н. g „((е1" c >a j

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3366296/18-25 (22) 17.12.81 (46) 30.11.83. Бюл. Р 44 (72) A.Á.Акопова, В.Г.Амбарцумян, Н.В.Маградзе и Л.В.Мелкумян (53) 671.386.82(088.8) (6) 1. Авторское свидетельство СССР

В 555712, кл. С» 01 Т 1/08, 1976.

2. Кочеров Н.П., H др двухпотенциальный метод проявления ядерных эмульсий". - Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии, 1969, т. 14, с. 186 (прототип). (54) (57) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ННТЕНСИВНЫХ ПОЛЕЙ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

С ПОМО@ )0 Я)1ЕРН )Х МУЛБСИR, основанный,на экспонировании эмульсии в исследуемом поле, фотографическом проявлении и определении характеристик излучения по оптической плотности эмульсий, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью регулирования порогов регистрации в широком диапазоне ионизационных потерь, к экспонированному слою эмульсии приклеивают с двух сторон предварительно засвеченные заданной экспозицией аналогичные слои ядерной эмульсии и образовавшийся сэндвич проявляют стандартным проявителем в соответствии с его общей толщиной, экспонированный слой отделяют от сэндвича и дальнейшую обработку всех слоев проводят в отдельности, определяют оптическую плотность засвеченных слоей, а порог регистрации регулируют с помощью экспозиции Н, определяемой из соотношения:.где a - тангенс угла наклона линейной области характеристичес- кой кривой D = g (gy Н);

1) вЂ” средняя оптическая плотность з ас вечен ных слоев ядерной эмульсии1

Эр- оптическая плотность незасвеченных слоев;

Ь вЂ” отрезок, отсекаемый линейной областью характеристической кривой от оси ординат;

К - электрически определяемый иэ калибровочной зависимости

Р Вд дА параметр.

1057905

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, в частности к способу обработки, обеспечивающему заданный порог регистрации . толстослойных ядерных эмульсий при изучении тяжелых, сверхтяжелых И 5 трансурановых элементов в условиях длительного экспонирования в космосе,.

Известен способ снятия g-фора и фона однозарядных частиц в ядер- 10 ных эмульсиях, основанный на воздей.ствии импульсного электрического поля (ИЭП) на влажные слои, суть которого заключается в разрушении мелкодисперсного серебра центров 15 скрытого изображения, образованных слабоионизирующим излучением при сохранении следов с более крупны» ми центрами, образованных частицами с ) 2 (1).

Однако, такой способ не может применяться при измерении потоков тяжелых ядер, где необходимо снимать изображение следов частиц с 2> 2 в связи о.ýëåêòðè÷åñêèì пробоем, воз- 25 никающим в слое при повышении напряженности ИЭП.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регистрации интенсивных полей космического излучения с помощью ядерных эмульсий, основанный на экспонировании эмульсий в исследуемом поле, фотографическом проявлении и определении характеристик излучения по оптической плотности эмульсий.

Суть способа состоит в экспонировании эмульсии в исследуемом поле и фотографическом проявлении, при котором путем регулирования окисли- 40 тельно-восстановительного потенциала (ОВП) проявителя в эмульсии создаются пороги проявления различных ионизирующих излучений. Требуемая величина ОВП достигается смешивани- 45 ем двух растворов желеэооксалатного проявителя, содержащих окисное и закисное железо, Дрейф величины ОВП устраняется титрованием одного из растворов при постоянном потенциометрическом контроле на протяжении всей стадии потенциометрического проявления. Сначала проявление идет при величине ОВП, способствующей только проникновению раствора в глубь слоя, а затем, при OBIl более электроотрицательном чем пороговый потенциал проявления скрытого иэображения данного излучения. Указанная особенность обусловлена влиянием солей золота на величину пороговых 60 потенциалов проявления, вводимых специально в эмульсию> обрабатываемую этим способом (2) .

Однако, такой способ пригоден для малого диапазона порогов, а именно для порогов, не превышающих

600 МэВ/см, что недостаточно для измерений спектров линейных передач энергии с целью определения поглощенной дозы радиации, когда диапазон порогов должен доходить до 104Мэв/см.

Недостатком этого способа является также и сложность реализации его вследствие нестабильности величины потенциала. железооксалатного проявителя уже с момента его изготовления и в процессе всего проявления.

Цель изобретения - регулирование порогов регистрации в широком диапазоне ионизационных потерь в ядерных эмульсиях, длительно экспонированным в космосе.

Поставленная цель достигается согласно способу регистрации интенсивных полей космического излучения с помощью ядерных эмульсий, основанному на экспонировании эмульсии в исследуемом поле, фотографическом проявлении и определении характеристик излучения по оптической плотности эмульсии, к экспонированному слою эмульсии приклеивают с двух сторон предварительно засвеченные заданной экспозицией аналогичные слои и образовавшийся сэндвич, проявляют в стандартном проявителе в соответствии с его общей толщиной, экспонированный слой отделяют от сэндвича и дальнейшую обработку всех слоев проводят в отдельности, определяют величину оптической плотности засвеченных слоев, связанной линейно с экспозицией, а порог регистрации в слоях, облученных в космосе регулируют с помощью экспозиции Н, определяемой иэ соотношения где атангенс угла наклона линейной области характеристической кривой 2 = f (3у Н); средняя оптическая плотность подвергнутых экспозиции слоев ядерных эмульсий; оптическая плотность неподвергнутых экспозиции слоев; отрезок, отсекаемый линейной областью характеристической кривой от оси координат; эмпирически определяемый иэ калибровочной зависимости параметр.

Постепенное увеличение экспозиции слоев от 139 до 2923 лк.с позволило получить в эмульсии различные, пороги регистрации частиц в интервале

24-1500 Мэв/см, что обеспечило воэможность замены различных тверцотельных и электронных трековых детекторов, регистрирующих излучение в ука1057905

Составитель С.Кондратенко

Редан тор Е. Лушникова Техред М. Надь Корректор р,. Т я око т

Заказ 9457/49 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.ПрОектная, 4 занном диапазоне вЂ” слоями ядерной эмульсии.

Предложенный способ был впервые использован в эксперименте по определению потоков тяжелых и сверхтяжелых ядер в слоях. Полученные значения потоков ядер,, соответствующих порогам: 24, 600, 1600, 7300 и 15000 Мэв/см находятся в хорошем согласии с данными, полученными с помощью различных трековых детекторов.

Пример . Берут аналогичные. рабочему два неэкспонированных слоя ядерной эмульсии типа БР НИКФИ толщиной 200 мкм, размерами 5х5 см экспонируют светом длиной волны

3=450 нм в течение 4=134,0 с при освещенности Ф=13,87 лк (К=1869 лк c), приклеивают их к рабочему слою типа

БР НИКФИ, экспонированному в исследуемом поле; - на ИСЗ вЂ” 1129 в тече- .

° ние 19,5 сут под защитой 20 г/см2, таких же размеров и толщины. Образовавшийся .сэндвич проявляют по технологии обработки 60 мм слоев амидоловым проявителем, т.е. проявляют стандартным проявителем в соответствии с его общей толщиной. По окончании стадии проявления слои отделяют друг от друга и продолжают обработку всех слоев s отдельности по технологии обработки 200 мкм слоев.

После окончания химико-фотографической обработки в контрольном незасвеченном и подвергнутом засветке слоях . определяют оптическую плотность засвеченных слоев Рд иЭ.

В соответствии с вышевриведенной (dE1. зависимостью ) регулируют по"." ок1 рог регистрации ри заданном

H=1869 лк с, для партии слоев с 9„= О, 59;. 1)= 2, 651 а = 2, 40 у К= О, 32;

Ь 4,28 порог регистрации вЂ” =600 Мэв ах

/см. Действительно, при этих условиях в рабочем слое оказалось зарегист" рированным лишь 23 следа/см2, соотвествующих частицам с в > 600 Мэв/см, gE

Ях из полного числа 1030 частиц/см, трированных контрольным слоем проявленным обычным способом.

Использование предлагаемого способа обработки ядерных эмульсий обеспечивает по сравнению с прототи10,ïîì следующие преимущества: возмож ность получения порогов регистрации в широком диапазоне вЂ” = .(10 -}0 ) МэВ/см, использование

ЯЕ

Гх одного типа детектора (ядерной эмульсии) взамен используемой системы различных трековых и электронных детекторов, обеспечивающих указанный диапазон порогов для определения поЯ глощенной доэы радиации. Эта замена черезвычайно выгодна при .проведении экспериментов на космических аппаратах, где требуется максимальное ограничение веса используемых приборов.

25 Способ прост в осуществлении, не требует сложной высоковольтной уста.новки, в отличие от метода воздействия ИЭП, ни дорогостоящих специальных эмульсий с солями золота, применяемых

З0 при потенциометрическом проявлении. Он пригоден для обычной стандартной эмульсии любого типа и Размера, для любого колиЧества слоев.

35 Использование предлагаемого способа позволит успешно применять ядер,ную эмульсию в космической биологии и медицине, для определения потоков тяжелых, сверхтяжелых и трансурано40 вых элементов, а также измерять .спектры линейных передач энергии

"с целью определения радиационной обстановки на трассах сверхзвуковых гражданских самолетов и пилОтируемых космических кораблей.