ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА Sn-Pb СПЛАВА.

Процессы взаимодействия излучений радионуклидов с веществом наш- ли много важных приложений для неразрушающего контроля материалов. Определяемыми параметрами могут быть толщина, плотность или состав. В этих целях используются эффекты торможения, ослабления, рассеяния и обратного отражения частиц или квантов в веществе. Данная работа посвя- щена аналитическому применению обратного отражения β-частиц в веществе.

Многие радионуклиды испытывают бета-распад, но для указанных ана- литических целей пригодны только те из них, которые после испускания электрона переходят непосредственно в основное состояние дочернего ядра. Такой процесс исключает появление сопутствующего гамма-излучения, по- этому сами радионуклиды получили название чистые бета-излучатели. В данной работе источником бета-частиц является радиоактивная цепочка ⁹⁰Sr⁹⁰Y. Быстрые электроны при движении в веществе испытывают упругие и неупругие взаимодействия. В последних происходит ионизация или возбуждение атомов (молекул) вещества. Из-за малой массы электроны в каждом акте взаимодействия, как правило, заметно отклоняются от первоначального направления движения. После нескольких событий зна- чительная доля электронов двигается уже в обратном направлении отно- сительно вектора исходного потока.. Наиболее сильное возмущение вектора движения электронов вызывает кулоновское взаимодействие с электронами внутренних оболочек атомов и полем ядер.

Поток электронов, двигающихся в обратном направлении, зависит от тол- щины отражателя и достигает предельного значения при слое насыщения, ве- личина которого задается максимальной энергией β-излучения радионуклида

d_нас = 0,2 R_{β max}

где R_{β max}- максимальный пробег бета-частиц в веществе отражателя, г/см²; d_мас – слой насыщения, г/см². Напоминаем, что массовые величины легко перевести в линейные путем деления на плотность отражателя (d_мас = d_лин ρ).

Спектр отраженных электронов также сплошной и ограничен макси- мальной энергией, значение которой ниже, чем у исходного бета-излуче- ния, при этом достаточно круто возрастая по мере увеличения заряда ядер отражателя. При толщине отражателя, превышающей слой насыщения, по- ток отраженных электронов также зависит от заряда ядер отражателя. Связь выражается соотношением типа

n _отр= k Z^P,

где n _отр- поток отраженных частиц, частиц/с; Z – заряд ядер отражателя; k и р – константы (р = 0,5 ÷ 0,8).

Поскольку процесс обратного отражения обладает свойством кумуля- тивности, т.е. в случае смеси ядер Z ₁ и Z ₂ эффекты просто суммируются, появляется возможность инструментального определения состава простых смесей (например, бинарных сплавов). Важным условием надежного ана- литического определения при этом является достаточно большое различие порядковых номеров компонентов смеси. В данной работе предлагается провести методом обратного отражения бета-излучения анализ припоя, ши- роко используемого для пайки разнообразных изделий, особенно в радио- технике и злектронике. Речь идет о сплаве Pb-Sn, от количественного соот- ношения компонентов в котором зависит температура плавления припоя.