Способ определения плотности перфорации ядерных мембран

(51) 01 15/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ в помещениях с особо чистыми условиями и других областях. Технический результат изобретения заключается в возможности определения плотности перфорации ядерной мембраны в период облучения ускоренными частицами. Технический результат достигается в способе определения плотности перфорации ядерных мембран,включающий облучение пучком ускоренных частиц,в котором плотность перфорации определяют предварительно или во время облучения полимерной пленки путем облучения пучком ускоренных частиц металлической мишени, совмещенной с детектором характеристического излучения (в заданном диапазоне энергий) за мишенью, перемещаемой в поле сканирования пучка на его пути к полимерной пленке при остановке перемещения пленки.(72) Лысухин Сергей Николаевич Платов Андрей Валентинович Горлачев Игорь Дмитриевич(73) Дочернее государственное предприятие (на праве хозяйственного ведения) Институт ядерной физики Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный ядерный центр Республики Казахстан(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПЕРФОРАЦИИ ЯДЕРНЫХ МЕМБРАН(57) Изобретение относится к области изготовления мембранных фильтров на основе ядерных трековых мембран, используемых для очистки питьевой воды,в медицине для фильтрации плазмы крови и биологических жидкостей, для фильтрации воздуха Изобретение относится к области изготовления мембранных фильтров на основе ядерных трековых мембран, используемых для очистки питьевой воды,в медицине для фильтрации плазмы крови и биологических жидкостей, для фильтрации воздуха в помещениях с особо чистыми условиями и других областях. Известен способ определения пористости полимерного покрытия (А.с.1824543, кл. 01 15/08, 1993) путем погружения образца с испытываемым покрытием в раствор, содержащий компонент с окислительными свойствами,регистрации химических изменений в порах покрытия с последующим подсчетом размеров и числа пор, в котором перед погружением образца в раствор,содержащий азотную и фтористоводородную кислоту в соотношении 1(25), на подложку наносят сначала резистивный слой вакуумным напылением, затем выдерживают образец в растворе 3-5 мин при комнатной температуре, а пористость подсчитывают по числу белых точек,образующихся в результате взаимодействия раствора с резистивным слоем. Недостатком способа является определения числа пор и плотности перфорации после изготовления ядерной мембраны, что исключает корректировку технологического процесса. Известен также способ определения проницаемости полимерных покрытий (А.с.1723500, кл. 01 15/08, 1992) путем нанесения покрытия на перфорированную подложку,приведения в контакт с агрессивной средой и определения в местах перфорации количества проникающих через покрытие ионов, в котором на границе раздела подложка покрытие в местах перфорации размещают индикаторные электроды второго рода, концентрацию анализируемого иона в агрессивной среде выбирают в соответствии с произведением растворимости соединения,образующего индикаторный электрод, после установления стационарного значения потенциала индикаторного электрода увеличивают концентрацию исследуемого иона в агрессивной среде, по интервалу времени от момента увеличения концентрации до начала изменения потенциала рассчитывают коэффициент диффузии иона в покрытии, а по установившемуся значению потенциала рассчитывают коэффициент проницаемости покрытия. Этому способу свойственен тот же недостаток, что и в предыдущем способе. В способе определения пористости твердых тел(А.с.1721474, кл. 01 15/08, 1992),заключающемся в облучении материала ионизирующим излучением и регистрации вторичного излучения, облучение осуществляют рентгеновскими или гама-излучением дозой 106-5107 Р, производят термо- и/или фотостимуляцию, в качестве вторичного излучения регистрируют плотность тока экзоэмиссии или кинетическую энергию экзоэлектронов и путем сравнения с градуировочными зависимостями судят о пористости твердых тел. Способ дает возможность 2 определения проницаемости в случае ядерных мембран уже после их изготовления, но не позволяет судить о пористости или плотности перфорации во время их изготовления. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ определения пористости ядерных мембран (Патент 2107279, кл. 01 15/08, 1998) путем выделения и обработки сигналов, связанных с порами, в котором мембрану облучают пучком ускоренных на циклотроне частиц, а выделение сигналов,связанных с порами, осуществляют путем измерения энергетического спектра частиц,прошедших через поры и непосредственно через пленку мембраны, затем определяют площади энергетических пиков частиц, прошедших через поры и пленку мембраны, а по их отношению определяют пористость. Основным недостатком способа, как и всех описанных выше, является определение пористости и плотности перфорации уже после технологического процесса изготовления мембран и невозможность оперативного влияния на технологический процесс их изготовления на первом этапе - операции облучения ускоренными частицами полимерной пленки. Технический результат изобретения заключается в возможности определения плотности перфорации ядерной мембраны в период облучения ускоренными частицами. Технический результат достигается в способе определения плотности перфорации ядерных мембран,включающий облучение пучком ускоренных частиц,в котором плотность перфорации определяют предварительно или во время облучения полимерной пленки путем облучения пучком ускоренных частиц металлической мишени, совмещенной с детектором характеристического излучения (в заданном диапазоне энергий) за мишенью, перемещаемой в поле сканирования пучка на его пути к полимерной пленке при остановке перемещения пленки. Суть изобретения заключается в следующем. Облучение металлической мишени пучком ускоренных частиц с теми же энергетическими характеристиками, что и при облучении пленки и размещенной на пути пучка к полимерной пленке и перемещаемой в поле сканирования пленки пучком ускоренных частиц позволяет сохранить идентичность воздействия пучка в том и другом случае. Совмещение металлической мишени с детектором характеристического излучения за мишенью,позволяет путем преобразования характеристического излучения в электрические сигналы судить о количестве ускоренных частиц,прошедших через пленку, то есть, о количестве потенциальных отверстий фильтра и плотности перфорации. Отслеживание плотности перфорации по полю сканирования пучка во время технологического процесса дает возможность изготовления ядерных мембран с заданными свойствами. Способ реализован при облучении полиимидной пленки на ускорителе ДЦ-60 (Астана). Пленку облучали пучком ускоренных частиц криптона с энергией 1 МэВ на нуклон. На пути пучка ускоренных частиц помещали серебряную мишень пленку толщиной 25 мкм,осажденную электролитическим методом на медную фольгу толщиной 18 мкм. Ток пучка на мишени варьировался в диапазоне от 3,5 нА до 0,2 нА. Атомы серебряной мишени, взаимодействуя с ускоренным пучком ионов К 12, излучают характеристические рентгеновские кванты энергией 22.1 кэВ. Поток рентгеновских квантов инициирует свечение сцинтиллятора, которое преобразуется в ФЭУ в электрические импульсы. Схема измерения однородности пучка состояла из сцинтилляционного детектор марки БДС-8-01, источника питания 12 В,блока высокого напряжения в стандарте 3302, усилителя-дискриминатора в стандарте 2015 А, счетчика импульсов и аналого-цифрового преобразователя фирмы 2 МСВ. Набор и обработка спектров проводилась с помощью программного обеспечения -32. Поток рентгеновских квантов инициирует свечение сцинтиллятора, которое преобразуется в ФЭУ в электрические импульсы. На ФЭУ от высоковольтного блока подается напряжение -700 В,которое с помощью набора сопротивлений равномерно распределяется по каскадам умножителя. После усиления и формирования в предусилителе импульсы поступают в спектрометрический усилитель-дискриминатор, где они усиливаются и дискриминируются по амплитуде. Сигнал со спектрометрического выхода усилителя поступает на вход АЦП, где преобразуется в цифровой код и передается в компьютер. Получив зависимость выхода вторичных рентгеновских квантов (фиг.) от ионного тока пучка ускоренных частиц - количества потенциальных отверстий в мембране судят о плотности перфорации мембранного фильтра. Таким образом, пример реализации способа свидетельствует о возможности определения плотности перфорации ядерной мембраны в период облучения ускоренными частицами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения плотности перфорации ядерных мембран, включающий облучение пучком ускоренных частиц, отличающийся тем, что плотность перфорации определяют предварительно или во время облучения полимерной пленки путем облучения пучком ускоренных частиц металлической мишени, совмещенной с детектором характеристического излучения (в заданном диапазоне энергий) за мишенью, перемещаемой в поле сканирования пучка на его пути к полимерной пленке при остановке перемещения пленки.