一种单片CR‑39两次蚀刻法同步测量
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核辐射探测
，特别是一种对单片CR-39采用两次蚀刻法同步 测量222Rn、22°。
技术介绍
CR-39是应用最广泛的生产普通树脂镜片的材料，将CR-39应用在固体核径迹探 测器上能够记录质子、中子、α粒子、重离子、裂变碎片等的径迹，这在原子核物理和粒子物 理研究中已经得到广泛应用。辐照后的CR-39固体核径迹探测器一般先进行化学蚀刻，然 后用光学显微镜进行观测。影响CR-39径迹片蚀刻的主要因素有温度、蚀刻溶液浓度、蚀刻 时间。由于CR-39探测器成本低、体积小、可以记录长时间辐射的积累效应，在环境氡测量 领域得到广泛应用。利用CR-39探测器对222Rn、22°Rn进行同步测量一般都使用两片CR-39 并利用22°Rn的半衰期只有55. 6秒的特性来区分222Rn、22°Rn。这样导致同步测量222Rn、 22°Rn 的CR-39探测器结构复杂，成本较高。 222Rn、22°Rn衰变链中的α衰变核素及α粒子能量为： 222Rn (5. 5MeV) ;21sPo (6. OMeV) ; 214Ρο (7. 69MeV)。 22〇Rn (6. 29MeV) ;216Po (6. 78MeV) ; 212Bi (6.05MeV) ; 212Po (8. 78MeV)。 有研究人员在温度为60°C、浓度为6摩尔/升的NaOH溶液、蚀刻时间24小时的蚀 刻条件下利用CR-39探测器对222Rn、22°Rn及其子体衰变产生的α粒子的能量响应特性进行 了实验研究，发现对8. 78MeV的α粒子探测效率为〇。 通过进一步研究表明，由于8. 78MeV的α粒子进入CR-39后，能量较高时，在其 径迹上能量沉积率较低，导致其径迹方向的蚀刻率较低；当能量减弱到一定程度后，在其径 迹上能量沉积率较高，导致其径迹方向的蚀刻率较高，这样才易形成易被显微镜观察到的 孔洞。由此得知，对该CR-39再次蚀刻，就能观察到8. 78MeV的α粒子形成的径迹。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种对单片CR-39采用两次蚀 刻法同步测量222Rn、22°。 本专利技术的技术方案是：一种单片CR-39两次蚀刻法同步测量222Rn、 22°Rn浓度的方 法，对单片CR-39树脂片进行两次蚀刻，利用两次的读数来同步得到222Rn、22°Rn浓度。其具 体操作步骤如下： A、蚀刻及读数过程： 将CR-39安装在一个小盒中，组成一个CR-39固体径迹探测器，小盒为一个带盖的密封 容器，小盒上设有一个带滤膜的滤膜框，小盒的外壳能隔绝环境中的222Rn和22°Rn的子体进 入小盒，空气中的222Rn和22°Rn只能从滤膜框上的滤膜进入小盒，使CR-39受到进入小盒内 空气中222Rn和22°Rn衰变链上发射的不同能量高能α粒子的照射。 将CR-39固体径迹探测器放在环境空气中，时间为?\，测量空气中222Rn和22°Rn浓 度。 测量结束后将CR-39从CR-39固体径迹探测器中取出，放入蚀刻液中进行第一次 蚀刻，在显微镜下读取径迹数K，然后再将CR-39放入蚀刻液中进行第二次蚀刻，在显微镜 下读取径迹数N2。 为得到最佳的蚀刻效果，两次蚀刻的蚀刻液配方，温度，蚀刻时间这几个参数都相 同，或者是都不相同。 B、计算过程： 两次蚀刻的读数都包含了 222Rn和22°Rn衰变链的贡献，能够得到：N1222、N122。表示第一次蚀刻后分别来自222Rn和22°Rn衰变链所形成的径迹数；N 2222、N222。 表示第二次蚀刻后分别来自222Rn和22°Rn衰变链所形成的径迹数。 对探测效率刻度： 在CR-39固体径迹探测器放入没有经过照射的CR-39,然后将CR-39固体径迹探测器放 入浓度为Q标准222Rn室，经过10天以上长时间1~2的照射后，取出CR-39,放入蚀刻液中进 行第一次蚀刻，在显微镜下读取径迹数況\222，然后再将CR-39放入蚀刻液中进行第二次 蚀刻，在显微镜下读取径迹数。 为得到最佳的蚀刻效果，两次蚀刻的蚀刻液配方，温度，蚀刻时间这几个参数都相 同，或者是都不相同。 两次蚀刻的读数包含了 222Rn衰变链的贡献，能够得到：在CR-39固体径迹探测器放入没有经过照射的CR-39,然后将CR-39固体径迹探测器放 入浓度为C2标准22°Rn室，经过10天以上长时间1~2的照射后，取出CR-39,放入蚀刻液中进 行第一次蚀刻，在显微镜下读取径迹数況\221]，然后再将CR-39放入蚀刻液中进行第二次 蚀刻，在显微镜下读取径迹数。 为得到最佳的蚀刻效果，两次蚀刻的蚀刻液配方，温度，蚀刻时间这几个参数都相 同，或者是都不相同。 两次蚀刻的读数包含了 22°Rn衰变链的贡献，能够得到：由式（3)、（4)、（5)、（6)解得厶1、八2、81、82; Ai表示第一蚀刻后对222Rn的探测效率，A2表示第二次蚀刻后对222Rn的探测效率， 表示第一次蚀刻后对22°Rn的探测效率，B2表示第二次蚀刻后对22°Rn的探测效率； 因此能将式（1)，（2)改写为：式中C222、C22Q是环境中222Rn和22°Rn的浓度。 根据式（7)、（8)联立求解就能够得到环境中222Rn和22°Rn的浓度。 本专利技术与现有技术相比具有如下特点： 本专利技术提供的方法能够快速通过简单的蚀刻及计算方法得到较准确222Rn和22°Rn浓 度。 以下结合附图和【具体实施方式】对本专利技术的详细结构作进一步描述。【附图说明】 附图1为CR-39固体径迹探测器的结构示意图； 附图2为蚀刻后的CR-39径迹示意图。【具体实施方式】 实施例一、一种单片CR-39两次蚀刻法同步测量222Rn、22°，对单片 CR-39树脂片进行两次蚀刻，利用两次的读数来同步得到222Rn、22°Rn浓度。其具体操作步骤 如下： A、蚀刻及读数过程： 将CR-39安装在一个小盒1中，组成一个CR-39固体径迹探测器，小盒1为一个带盖的 密封容器，小盒1上设有一个带滤膜2-1的滤膜框2,小盒1的外壳能隔绝环境中的222Rn和22°Rn的子体进入小盒1，空气中的222Rn和22°Rn只能从滤膜框2上的滤膜2-1进入小盒1， 使CR-39受到进入小盒1内空气中222Rn和22°Rn衰变链上发射的不同能量高能α粒子的照 射。 将CR-39固体径迹探测器放在环境空气中，时间为?\，测量空气中222Rn和 22°Rn浓 度。 测量结束后将CR-39从CR-39固体径迹探测器中取出，放入蚀刻液中进行第一次 蚀刻，在显微镜下读取径迹数K，然后再将CR-39放入蚀刻液中进行第二次蚀刻，在显微镜 下读取径迹数N2。 为得到最佳的蚀刻效果，两次蚀刻的蚀刻液配方，温度，蚀刻时间这几个参数都相 同。 B、计算过程： 两次蚀刻的读数都包含了 222Rn和22°Rn衰变链的贡献，能够得到：N1222、N122。表示第一次蚀刻后分别来自222Rn和22°Rn衰变链所形成的径迹数；N 2222、N222。 表示第二次蚀刻后分别来自222Rn和22°Rn衰变链所形成的径迹数。 对探测效率刻度： 在CR-39固体径迹探测器放入没有经过照射的CR-39,然后将CR-39固体径迹探测器放 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单片CR‑39两次蚀刻法同步测量222Rn、220Rn浓度的方法，其特征是：对单片CR‑39树脂片进行两次蚀刻，利用两次的读数来同步得到222Rn、220Rn浓度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭延亮，袁红志，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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