径迹蚀刻技术在铀矿普查与勘探中的应用

一、径迹蚀刻技术简介带电粒子和重离子等,能在许多绝缘固体(如云毋、玻璃、塑料)中产生微观径迹,其直径一般小于50A。1959年西尔克和巴恩斯在云母中观察到此种现象。这一发现导致了新型粒子探测器的建立。十几年来,径迹蚀刻技术有了很大的发展,应用范围也相当广泛,在当前,可以说是一种有发展前途的技术。迄今已发表了数百篇有关径迹蚀刻的文献。固体绝缘探测器的应用涉及了许多方面,例如,     

国产朝阳1号聚碳酸酯固体径迹探测器

聚碳酸酯是一种普遍使用的塑料固体径迹探测器。不同型号、不同厂家生产的材料存在差异。我们对国产朝阳1号聚碳酸酯的蚀刻行为及其记录α粒子和裂片的蚀刻特性和热效应进行了研究。结果表明,蚀刻剂温度和乙醇含量对蚀刻速度V_B都有显著影响(见图1和2)。温度低于50℃,乙醇含量低于15％时,膜片表面雾化。实验还表明,随着离开膜片表面距离的增加,V_B稍有下降,考虑到实验误差,可以认为此材料是比较均匀的。     

固体径迹探测器硝化纤维色膜的连续涂制与蚀刻性能

固体径迹探测器自1958年发现以来,进展很快,目前已广泛地应用于带电重粒子的探测。 用于固体径迹探测器的材料及蚀刻方法很多,材料有玻璃、云母、聚酯薄膜及各种纤维素衍生物等。蚀刻用的溶液有酸、碱、氧化溶液及有机溶剂等。为实际使用提供了较大的选择余地。     

基于CR-39固体探测器的粒子识别

为了掌握利用CR-39固体核径迹探测器识别α粒子和质子的方法,应用粒子与物质相互作用理论和径迹蚀刻动力学经验模型,模拟了α粒子和质子在CR-39固体核径迹探测器上的径迹形貌,计算出了3~8 MeV的α粒子和1~9 MeV的质子最佳蚀刻条件。根据对应的最佳蚀刻条件,计算获得的α粒子和质子的径迹直径、灰度值、径迹深度,并据此对相同能量的α粒子和质子、不同能量的α粒子、不同能量的质子进行识别。同时,采用CR-39固体探测器对α粒子(5.48 MeV)和质子(3 MeV)进行了实验测量,在模拟计算所获得的最佳蚀刻条件下,实验测读了α粒子径迹。实验测量得到的α粒子径迹直径与模拟值相差0.36%~9.70%。实验测量的最佳蚀刻时间和模拟的最佳蚀刻时间相差5.60%,这些结果验证了模拟方法的可行性。     

聚酯膜固体径迹探测器的最佳蚀刻条件

为研究12 μm厚聚酯膜固体径迹探测器的最佳蚀刻条件,方便固体径迹火化计数器的性能研究,本文通过三种不同的实验方法,对厚度为12μm的聚酯膜蚀刻条件进行分析研究.实验结果表明,12 μm厚聚脂膜的最佳蚀刻条件;温度60C,浓度6mol/L的KOH溶液,蚀刻时间为3h.     

CR-39固体核径迹探测器用于中子测量化学蚀刻参数的优化

通过实验确定了CR-39固体核径迹探测器用于中子测量的化学蚀刻条件。根据有关资料和经验,对蚀刻结果影响较大的三个因子——蚀刻溶液的浓度(mol／L)、温度(℃)和蚀刻时间(h),采用正交试验法,并对正交试验进行补充和验证;通过对实验结果综合分析比较,在NaOH溶液浓度为5．5mol／L、温度70℃时间24h的蚀刻条件下,CR-39固体核径迹探测器对中子所形成的径迹轮廓清晰、大小适度,蚀刻效率高,易于识别和测读,能满足中子测量的需要。     

固体径迹火花自动计数器效率刻度

介绍了固体径迹火花自动计数器原理,探索了最佳蚀刻条件,刻度了固体径迹火花自动计数器效率,测量了信号膜厚度和蚀刻厚度变化的修正因子.两种修正因子的测量和效率的刻度使得固体径迹火花自动计数器能够用于绝对裂变率的测量.     

固体核径迹的平均直径与密度随蚀刻温度和蚀刻剂浓度的变化

实验观察了固体核径迹的平均直径和径迹密度随蚀刻剂浓度、蚀刻温度的变化关系。实验采用聚碳酸酯膜(Makrofol)为探测器,化学预蚀刻与电化学蚀刻相结合,蚀刻剂浓度分别为5、6和6.85mol/L 的 KOH 溶液,蚀刻温度分别为30、40、50和60℃,实验结果表明,在本实验条件下,核径迹的平均直径和径迹密度均随蚀刻温度和蚀刻剂浓度的升高而明显增大。     

无源式个人工作水平累积暴露量测量仪

1)原理 α粒子在物质中的能量损失是非线性的,其能量主要损失在射程的末端。因而受照固体中α粒子产生的潜迹,其最易获得径迹的位置便在此射程的末端。用预蚀刻来剥离到这一灵敏位置,同时清洁背景和减少本底径迹。然后径迹通过电化学蚀刻放大,并形成树枝状。再用一般光学显微镜进行径迹密度测量,由径迹密度换算出暴露量。探测器为聚碳酸酯塑料基片。     

塑料径迹探测器蚀刻槽控温精度的改进

塑料径迹探测器的电荷分辨本领决定于材料本身结构的均匀性、蚀刻温度的稳定性、蚀刻液浓度的一致性等。特别在宇宙线实验中,探测器的面积大、数量多,需要大容积的蚀刻槽,有时还需要分批进行蚀刻。所以,蚀刻温度的控制以及槽内温度的分布对于探测器的电荷分辨本领有着重要的影响。塑料径迹探测器的蚀刻速率V与蚀刻温度T有如下关系:     

一种高灵敏度的醋酸纤维素固体径迹探测器

为了寻找具有高灵敏度的记录轻粒子的固体径迹探测器材料,对几种国产醋酸纤维素膜进行了筛选,发现其中上海感光胶片厂生产的电影胶片片基灵敏度最高,进一步研究了蚀刻条件对记录。粒子相对灵敏度的影响,确定了最佳蚀刻条件。在此条件下,这种探测器记录α粒子的灵敏度高于8.78兆电子伏,超过现有的醋酸纤维素固体径迹探测器记录α粒子的灵敏度,与最灵敏的硝酸纤维素固体径迹探测器记录α粒子的灵敏度相近。     

北京房山花岗闪长岩中锆石的裂变径迹年龄测定和热历史的研究

我们用外探测器法测定了锆石的裂变径迹年龄。在工作中用上海塑料研究所生产的聚全氟乙丙烯塑料片作固定锆石的载片。在制片时电热板的温度控制在250(±5)℃。锆石的蚀刻条件是HF:H_2SO_4=1:1(体积比)的混合酸,于185℃蚀刻9小时。外探测器为四川雅安的低     

固体核径迹火花自动计数器效率标定

对固体径迹火花自动计数器探测效率的影响因素进行了分析,重新确定了最佳径迹蚀刻条件以及放电参数。利用小型平板裂变电离室在多种模型下对固体径迹火花自动计数器探测效率进行了重新标定,得到了不同实验条件下固体径迹火花自动计数器效率。     

CR-39应用于中子探测的化学蚀刻条件优化研究

CR-39化学蚀刻的主要影响因素有蚀刻温度、蚀刻液种类和浓度以及蚀刻时间等。本研究选用英国Track Analysis Systems公司的CR-39,采用正交法对蚀刻温度、蚀刻液浓度、蚀刻时间进行试验研究,并与公司推荐化学蚀刻条件下的径迹图像、径迹密度进行对比,得出的优化蚀刻条件是:蚀刻温度为85°C、Na OH蚀刻液浓度为7 mol·L ~1,蚀刻时间为90 min。实验同时发现蚀刻温度是这三个因素中对化学蚀刻后净径迹密度影响最大的因素,而蚀刻时间的影响最小。该研究为CR-39应用于中子探测提供了更好的蚀刻条件,节省了实验时间。     

PETP固体径迹探测器的性能研究

报道了惭烯对苯二酸醌固体核径迹探测器对裂变碎片记录性能的实验研究。在改变温度、蚀刻时间和蚀刻液浓度等条件下测量了裂变碎片迷平均直径的变化。实验结果表明：蚀綮 变化对裂变碎片径迹的影响最大，而浓度和蚀刻的影响不大。同时用低能＾１６Ｏ重离子辐照ＰＥＴＰ探测器，并得到了它的标定曲线。     

固体径迹的闪电蚀刻法

固体径迹探测器已在核物理、天体物理、生物剂量学、地质年代学等许多领域得到应用。为了使微粒子留下的辐射损伤痕迹能放大到可以用显微镜观察的程度,一般都要有一个化学蚀刻过程。为了使不同的探测器材料都得到清晰的径迹,人们进行了大量的实验,得到各种探测器的最佳蚀刻条件。这种只用化学手段的蚀刻方法称为常规蚀刻。若干年来,人们也进行了许多新的蚀刻方法的探索。如Crawford等人利用紫外光增敏的实验;Blanford利用火花放电增强蚀刻作用的实验;以及Tommasino利用脉冲高压或正弦波高压增强蚀刻作用的实验(即所谓电化学蚀刻法)等。     

薄塑料径迹探测器的电化学蚀刻

固体径迹探测器的电化学蚀刻法是Tommasion在1970年首先提出的,近几年来这种技术发展很快。此方法是把带有α粒子。裂变碎片和反冲核潜迹的固体径迹探测器薄膜放在蚀刻液中,在薄膜两边加上交变电场。这样蚀刻作用便大为加强,径迹直径可达100μm以上,能用肉眼观察。 但是电化学蚀刻要求薄膜厚度在100μm以上,如果小于100μm,薄膜容易击穿短路,使得电化学蚀刻难于进行。本文描述薄膜径迹探测器的电化学蚀刻方法以及观察到的现象。     

外测探器中裂变径迹的各种分布

潜伏径迹是进入固体径迹探测器的重带电粒子在其中产生的辐射损伤痕迹;可蚀刻径迹是入射倾角大于临界角θ_C的那部分潜伏径迹;蚀刻后径迹是经过蚀刻剂蚀刻一定时间后在固体经迹探测器中形成的蚀刻坑;可观测径迹是蚀刻后径迹中水平投影大于某最小可观测长度l_(min)的部分。我们用计算模型——分层径迹球法计算外探测器中裂变径迹的各种分布,结果     

聚碳酸酯快中子反冲径迹的电化学蚀刻研究

我们研制了一台供扩大固体内核径迹用的电化学蚀刻装置。它可以输出电压和频率皆可调的正弦波(电压0—1100伏,频率50—5000赫)。采用聚碳酸酯膜记录快中子引起的反冲核径迹。对径迹蚀刻的几个主要参量如电场强度、频率、蚀刻时间和蚀刻液的浓度等进行了研究,还对聚碳酸酯的中子灵敏度、能量响应、方向响应、径迹稳定性及本底进行了测量。对于180微米厚的聚碳酸酯膜,实验确定的最佳蚀刻条件为:电场强度13.5千伏/厘米,电场交变频率2.5千赫,6N KOH,15℃,5小时。在此条件下,电化学蚀刻的快中子反冲径迹平均直径约为50微米;对~(252)Cf、AmBe、4.0和14.8兆电子伏中子的灵敏度分别是2.7×10~(-7)、1.8×10~(-6)、2.2×10~(-6)和3.7×10~(-6)(径迹/中子);经预蚀刻的本底径迹密度约为8(径迹/厘米~2)。实验表明,固体核径迹探测器电化学蚀刻方法的显著优点是,它能把反冲核径迹放大成清晰可见的放电蚀坑,从而使径迹测量变得相当简单、快速和可靠。     

在CR-39塑料上蚀刻径迹染色法

通常CR-39塑料上的蚀刻径迹是无色透明的,在显微镜下径迹不够醒目,识别比较困难。为了克服这一缺点,我们设计了蚀刻径迹染色法,现介绍如下: 1.实验方法 采用上海东风农药厂提供的1.5mm厚的CR-39塑料片(为含30％甲基丙烯酸甲酯和70％一甘醇双烯丙基碳酸酯的共聚物),经辐照、蚀刻、清洗和剥层后在100℃、