Определение длины свободного пробега частиц бета-распада в порошковых материалах

Для увеличения точности в расчетах при выборе материалов экрана разработана методика экспериментального определения длины свободного пробега частиц β-распада в порошковых материалах. Погрешность расчета материалов сложного химического состава по эмпирическим формулам достигает 30 %. Для исследования выбрали порошок ПТ НА 01. Выбор обусловили тем, что он имеет в составе два элемента, и длину свободного пробега можно рассчитать по формулам с высокой точностью. Данные морфологического исследования порошка выявили его основной фракционный состав - 87 % от 40 до 80 мкм и осколочную форму частиц. Процентное содержание лака в образце определяли экспериментально. Лучшей оказалась композиция с 3 % лака в сухом остатке. Установлено, что при полимеризации лак теряет 50 % массы. Исследование технологических факторов изготовления образцов показало, что оптимальное давление прессования составляет 6 т/см 2, при этом плотность образцов не превышает 65 %. Значение давления выбрали в зависимости от прочностных свойств брикетов. Источником β-излучения при исследованиях являлось излучение изотопа Sr-Y с интенсивностью 2,7Е+05 имп/с. Оценку вклада связующего проводили на образцах из чистого лака. Измерения показали, что его коэффициент ослабления составляет 1,26 ± 3 % для толщины образца 0,08 см с плотностью 1,07 - 1,18 г/см 3. При рассматриваемых измерениях вкладом связующего можно пренебречь, так как его содержание не превышает 3 % от массы наполнителя. В результате исследования зависимости интенсивности от толщины получили значение экстраполированного пробега электронов в материале образцов (0,21 ± 0,04) см, что принадлежит области доверительного интервала значения рассчитанного по эмпирическим формулам пробега 0,14 см с учетом коэффициента заполнения, равного 0,65, с точностью до 15 %. С целью увеличения коэффициента заполнения и уменьшения толщины лака на частицах рассмотрели влияние вязкости лака на величину плотности. Расстояния между частицами у образцов с лаком, который развели 1:1 по массе с этиловым спиртом, заметно меньше. Коэффициент заполнения у этих образцов достиг 0,88, а длина экстраполированного пробега (0,16 ± 0,02) см. Точность определения длины свободного пробега по предложенной методике не превышает 10 % в данном материале.