RU199118U1 - Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов - Google Patents
Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов Download PDFInfo
- Publication number
- RU199118U1 RU199118U1 RU2020116493U RU2020116493U RU199118U1 RU 199118 U1 RU199118 U1 RU 199118U1 RU 2020116493 U RU2020116493 U RU 2020116493U RU 2020116493 U RU2020116493 U RU 2020116493U RU 199118 U1 RU199118 U1 RU 199118U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- powder
- parametric
- ray radiation
- base
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 description 1
- 238000005169 Debye-Scherrer Methods 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H6/00—Targets for producing nuclear reactions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Полезная модель для исследований спектрально-угловых характеристик параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов (ПРИ). Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов содержит основание, ячейку-контейнер, порошок и крепежные отверстия. Основание изготовлено из материала, состоящего из легких элементов в виде пластины, а выполненное в нем отверстие представляет собой ячейку-контейнер с порошком, запечатанную с двух сторон майларовой пленкой. Мишень дополнительно включает круглое центровочное отверстие, обеспечивающее необходимое положение пучка для осуществления взаимодействия с мишенью. Технический результат заключается в получении параметрического рентгеновского излучения от всех кристаллографических плоскостей вне зависимости от ориентации мишени. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к способу изготовления мишеней для ядерно-физических исследований, в частности для исследований спектрально-угловых характеристик параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов (ПРИ).
Существуют различные способы изготовления мишеней для ядерно-физических исследований: путем нанесения на подложку термовакуумным напылением металлического слоя, путем образования в водной среде тугоплавкого химического соединения и последующего его высушивания на подложке, путем прессования исходного вещества с добавкой связующего, путем прокаливания и герметизации смеси в корпусе и т.д.
Известно изобретение под названием «Способ изготовления тонкопленочной углеродной мишени», (RU № 2 069 454 C1, публ. 20.11.1996 г.). Способ изготовления описанной мишени состоит в том, что на стеклянную подложку, которая предварительно была покрыта поверхностно-активным веществом и охлажденным до температуры жидкого азота, напыляют углерод в виде ускоренных до высоких энергий нейтральных атомов в присутствии инертного газа при низком парциальном давлении. Затем, подложку удаляют, а полученную свободную пленку переносят на держатель мишени для выполнения исследований.
Известно устройство под названием «Способ получения мишени из изотопа углерода», (RU № 2 083 063 C1, публ. 27.06.1997 г.). Предлагаемый способ описывает изготовление мишеней, которые применяются при исследованиях на высокоэнергетических пучках. Способ получения мишени из изотопа углерода включает прессование исходного вещества с добавкой связующего. Полученную после прессования заготовку выдерживают в потоке метана при температуре 850-950 oC в течение 1-2 мин, после чего охлаждают. Способ позволяет изготовить мишень с естественным каркасом.
Известно изобретение под названием «Способ изготовления мишени для облучения в реакторе», (RU № 2 192 678 C1, публ. 10.11.2002 г.). Этот способ заключается в следующем: получают смесь исходного облучаемого элемента с порошком матрицы добавлением раствора облучаемого элемента в кислоте к порошку матрицы. Затем перемешивают и прокаливают смесь до получения оксидных покрытий облучаемого элемента на поверхности порошка матрицы. После чего насыпают полученную композицию в корпус мишени и герметизируют.
Известно изобретение под названием «Способ изготовления мишеней-накопителей», (RU № 2 248 056 C2, публ. 10.03.2005 г.). Способ изготовления мишеней-накопителей трансплутониевых элементов заключается в том, что прессуют пористую матрицу и производят термообработку ее в вакууме. Далее, пропитывают матрицу легколетучей органической жидкостью с температурой кипения 30-80°С при температуре ниже кипения. Нагревают матрицу в объеме экстракта стартового элемента в высокомолекулярной изомерной карбоновой кислоте до полного выкипания легколетучей жидкости. Затем охлаждают матрицу в экстракте до 20-30°С с выдержкой при этой температуре 30-60 минут.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели, является порошковая мишень, используемая при исследовании упругого рассеяния (Carol J. Нarvey and others, Elastic π+and π- scattering on14C at 164 Mev. Physical Review C, 1986, V.33, N 4, pp. 1454-457). Авторы работы используют П-образное основание из нержавеющий стали, а порошок насыпают в специальную ячейку-контейнер, также изготовленную из нержавеющей стали. Затем крепят ячейку-контейнер на П-образное основание и закрывают заглушкой. Конструкция описанной мишени позволяет ее использовать для ядерно-физических исследований при высокой энергии пучка заряженных частиц.
Общими недостатками известных способов является сложность изготовления мишеней и нарушение первоначальной структуры используемого вещества во время изготовления. Также, недостатками являются возможность использования устройств только при одной ориентации мишени, что предопределяет текстуру, и, чаще всего, вне вакуума и при высоких энергиях. Более того, основная часть известных устройств содержит радиоактивные вещества.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение является создание порошковой мишени, которая позволит исследовать свойства параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов в порошках в условиях вакуума, генерируемого от всех кристаллографических плоскостей вне зависимости от ориентации мишени без влияния текстуры.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемой порошковой мишени для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов, содержащей основание, ячейку-контейнер, порошок и крепежные отверстия, причем, основание изготовлено из материала, состоящего из легких элементов, в виде пластины, а выполненное в нем отверстие представляет собой ячейку-контейнер с порошком, запечатанную с двух сторон майларовой пленкой. Кроме того устройство дополнительно включает круглое центровочное отверстие, обеспечивающее необходимое положение пучка для осуществления взаимодействия с мишенью.
Преимущество предлагаемой полезной модели заключается в том, что в процессе исследования свойств параметрического рентгеновского излучения порошок в ячейке-контейнере распределяется случайным образом, что позволяет получить сигнал от всех кристаллографических плоскостей мишени при различной геометрии без влияния текстуры. А использование тонкой майларовой пленки, прозрачной для ПРИ, обеспечивает выход полезного сигнала из мишени и сводит к минимуму искажения спектра. Также майларовая пленка обеспечивает возможность применения мишени в условиях вакуума и позволяет сохранить герметичность мишени при перепадах давления. Также, преимуществом является отсутствие радиоактивных веществ, возможность использования в условиях вакуума как при высоких, так и при низких энергиях пучка, а за счет того, что в процессе взаимодействия первоначальная структура не изменяется, мишень можно использовать многократно.
Технический результат заключается в получении параметрического рентгеновского излучения от всех кристаллографических плоскостей вне зависимости от ориентации мишени.
Полезная модель поясняется чертежом.
Фиг. 1 - схема устройства.
Устройство состоит из основания 1, ячейки-контейнера 2, порошка 3, майларовой пленки 4, двух крепежных отверстий 5 и круглого центровочного отверстия 6 (Фиг. 1).
Основание 1 представляет собой пластину, изготовленную из материала, состоящего из легких элементов (Z <= 13), что позволяет уменьшить влияние тормозного излучения и характеристического рентгеновского излучения, образующихся при взаимодействии заряженных частиц гало пучка с частями держателя, на спектр ПРИ. Ячейка-контейнер 2, выполнена в основании 1 в виде прямоугольного отверстия и предназначена для размещения в ней порошка 3. Майларовая пленка 4 представляет собой полимерный материал, которым запечатывается порошок 3 внутри ячейки-контейнера 2 и обеспечивается герметичность устройства. За счет того, что порошок 3 запечатывается майларовой пленкой 4, она может быть использована при любой ориентации и положении, не нарушая своей целостности. Два крепежных отверстия 5 предназначены для установки порошковой мишени на трехосевой вакуумный гониометр (на рисунке не показано). Проделанное в основании 1 круглое центровочное отверстие 6 позволяет осуществлять настройку электронного пучка во время эксперимента, тем самым обеспечивая необходимые параметры процесса облучения.
Работает устройство следующим образом:
После того как в основании 1 проделаны необходимые отверстия: ячейка-контейнер 2, два крепежных отверстия 5 и круглое центровочное отверстие 6, — одна сторона ячейки-контейнера 2 с помощью метилакрилатного клея запечатывается майларовой пленкой 4. Затем в запечатанную с одной стороны ячейку-контейнер 2 насыпают необходимое количество порошка 3 и также запечатывают майларовой пленкой 4. Далее порошковая мишень с помощью двух крепежных отверстий 5 устанавливается на трехосевой вакуумный гониометр, расположенный внутри вакуумной камеры (на рисунке не показано). После этого, вакуумная камера закрывается и осуществляется процесс откачки воздуха. Давление в вакуумной камере должно составлять порядка 10-6 торр. После того, как давление в вакуумной камере достигнет рабочего значения, электронный пучок вводится в вакуумную камеру, центруется с помощью центровочного отверстия 6 и сдвигается в такое положение, при котором будет осуществлено взаимодействие порошка 3 мишени с пучком электронов. В результате такого взаимодействия, за счет того, что порошок 3 распределяется внутри ячейки-контейнера 2 случайным образом, генерируется параметрическое рентгеновское излучение от всех кристаллографических плоскостей, которое регистрируется детектором.
Пример.
Для исследования свойств, возникающего параметрического рентгеновского излучения из оргстекла было изготовлено основание 1 в виде пластины толщиной 1 мм, шириной 30 мм и длиной 70 мм. Ячейка-контейнер 2, была выполнена в основании 1 в виде прямоугольного отверстия размером 10×20 мм, в котором был размещен порошок 3. В качестве порошка 3 был использован вольфрамовый порошок с размерами зерен 0.8–1.7 мкм. Майларовая пленка 4 представляет собой полимерный материал толщиной 20 мкм, которым был запечатан порошок 3 внутри ячейки-контейнера 2. Таким образом была обеспечена герметичность предлагаемой полезной модели. Далее порошковая мишень с помощью двух крепежных отверстий 5 была установлена на трехосевой вакуумный гониометр, расположенный внутри вакуумной камеры (на рисунке не показано). После этого, вакуумная камера была закрыта, и был осуществлен процесс откачки воздуха. Давление в вакуумной камере составляло порядка 10-6 Торр. Затем электронный пучок вводился в вакуумную камеру, центровался с помощью круглого центровочного отверстия 6 и устанавливался в такое положение, при котором было осуществлено взаимодействие порошка 3 мишени с пучком электронов. В результате такого взаимодействия генерировалось параметрическое рентгеновское излучение, спектрально-угловые характеристики которого регистрировались полупроводниковыми рентгеновскими детекторами и были исследованы.
Предлагаемая полезная модель найдет применение в диагностике различных веществ, т.к. позволяет определять размер и структуру кристаллитов, что может являться аналогом метода Дебая – Шеррера. Также технический результат может быть использован при разработке новых методов мониторирования пучков заряженных частиц. Кроме того, на основе параметрического рентгеновского излучения, генерируемого при взаимодействии электронного пучка с предлагаемым устройством, могут быть созданы источники рентгеновского излучения.
Claims (1)
- Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов, содержащая основание, ячейку-контейнер, порошок и крепежные отверстия, отличающаяся тем, что основание изготовлено из материала, состоящего из легких элементов в виде пластины, а выполненное в нем отверстие представляет собой ячейку-контейнер с порошком, запечатанную с двух сторон майларовой пленкой, кроме того, устройство дополнительно включает круглое центровочное отверстие, обеспечивающее необходимое положение пучка для осуществления взаимодействия с мишенью.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020116493U RU199118U1 (ru) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020116493U RU199118U1 (ru) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU199118U1 true RU199118U1 (ru) | 2020-08-17 |
Family
ID=72086597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020116493U RU199118U1 (ru) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU199118U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3205564A (en) * | 1963-05-02 | 1965-09-14 | High Voltage Engineering Corp | Neutron emissive target |
| SU1238709A1 (ru) * | 1984-09-07 | 1986-12-15 | Предприятие П/Я В-8851 | Мишень дл дерно-физических исследований |
| SU1521259A1 (ru) * | 1988-03-23 | 1991-02-23 | Предприятие П/Я Г-4665 | Способ изготовлени мишени дл дерно-физических исследований |
| RU2644390C2 (ru) * | 2012-07-13 | 2018-02-12 | Ягами Ко., Лтд. | Мишень для генерирующего нейтроны устройства и способ ее изготовления |
-
2020
- 2020-05-20 RU RU2020116493U patent/RU199118U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3205564A (en) * | 1963-05-02 | 1965-09-14 | High Voltage Engineering Corp | Neutron emissive target |
| SU1238709A1 (ru) * | 1984-09-07 | 1986-12-15 | Предприятие П/Я В-8851 | Мишень дл дерно-физических исследований |
| SU1521259A1 (ru) * | 1988-03-23 | 1991-02-23 | Предприятие П/Я Г-4665 | Способ изготовлени мишени дл дерно-физических исследований |
| RU2644390C2 (ru) * | 2012-07-13 | 2018-02-12 | Ягами Ко., Лтд. | Мишень для генерирующего нейтроны устройства и способ ее изготовления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Balakshin et al. | In situ modification and analysis of the composition and crystal structure of a silicon target by ion-beam methods | |
| Kantre et al. | SIGMA: a set-up for in-situ growth, material modification and analysis by ion beams | |
| Barrus et al. | Technique for producing ultrathin polypropylene films | |
| Kasatov et al. | Method for in situ measuring the thickness of a lithium layer | |
| RU199118U1 (ru) | Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов | |
| Rosenstein et al. | Electron Depth‐Dose Distribution Measurements in Finite Polystyrene Slabs | |
| Sewell et al. | REFLECTION HIGH‐ENERGY ELECTRON DIFFRACTION AND X‐RAY EMISSION ANALYSIS OF SURFACES AND THEIR REACTION PRODUCTS | |
| Lipson et al. | In-situ charged particles and X-ray detection in Pd thin film-cathodes during electrolysis in Li2SO4/H2O | |
| Dalkarov et al. | Studying the emission of x-ray quanta, neutrons, and charged particles from deuterated structures irradiated with X-rays | |
| England et al. | A study of the (3He, 7Be) reaction in 12C | |
| Begrambekov et al. | Possibility of Using a Multilayer Target to Reduce Losses of Tritium in a Neutron Tube | |
| Rotaru et al. | DEVELOPMENT OF AN EXTERNAL ION BEAM SETUP AT THE 3MV TANDETRON ACCELERATOR AT IFIN-HH | |
| Parker et al. | Sample and window technique | |
| Durante et al. | Thickness measurements on living cell monolayers by nuclear methods | |
| Male et al. | Intrinsic Recombination Radiation in Diamond | |
| Smith Jr et al. | Effect of Thin Carbonaceous Films on 500‐keV Helium Ion Sputtering of Copper | |
| Mandal et al. | Neutron depth profiling using the reactions 10 B (n, α) 7 Li and 6 Li (n, α) 3 H induced by thermal neutrons | |
| Ingemarsson et al. | Mössbauer and adhesion study of ion beam-modified Fe-PTFE interfaces | |
| Viola Jr et al. | Graphite supporting films for thin source and target preparation | |
| Andrei et al. | ION IMPLANTATION MODULAR SETUP UPGRADE FOR THE 3 MV TANDETRONTM AT IFIN-HH | |
| Nath et al. | Electronic stopping power measurements using secondary ion beams | |
| Hague et al. | Energy loss and straggling of alpha particles in argon | |
| Mkrtchyan et al. | Detector of Thermal Neutrons Based on Synthesized New Composite Mediums (Si) I (LiF) II (CsJ) III (Ag) IV. | |
| Wood et al. | A demonstration study of lithium-ion battery by neutron depth profiling with a low flux neutron source | |
| JP2589398B2 (ja) | 格子欠陥材料放射化検査方法 |