CR-39固体核径迹探测器化学蚀刻装置的研制与应用

摘要

目的：CR-39固体核径迹探测器学名为烯丙基二甘醇碳酸酯[1],通常厚度在0.8mm～1.0mm.CR-39主要化学成分由C、O、H元素组成,其化学分子式为(C12O7H18)n,分子量为272,密度为1.31g/cm3～1.32g/cm3[2].由于CR-39核固体径迹探测器具有探测重粒子核中子的灵敏度高、能量分辨率性能好、入射粒子形成的潜径迹稳定不易衰退、探测器易于加工成不同尺寸、重量轻携带方便、为无源探测器测量周期可长可短的优点,所以,CR-39固体核径迹探测已广泛用于中子-γ混合辐射场中放射工作人员中子个人剂量监测和民用建筑、地下空间、铀矿及各类非铀矿等环境中的氡(Rn)浓度测量.为使经中子或α粒子照射的CR-39探测器中的潜径迹通过化学方法蚀刻后便于在显微镜下测读,需要研制有效、稳定、操作方便的CR-39固体核径迹探测器化学蚀刻装置. 方法：选取可与电热恒温水浴锅入口孔径和水体高度基本一致的化学蚀刻液容器,且容器壁材料的热传导率较高为宜.需设计加工一个CR-39核固体径迹探测器夹持器和夹持器支架.将夹持器支架放入化学思考液容器中,再将夹持CR-39核径迹探测器片的夹持器放置在支架上,即构成一套完整的CR-39核固体径迹探测器化学蚀刻装置.然后将化学蚀刻液注入容器中并放在恒温水浴锅内,即可对CR-39核固体核径迹探测器进行化学蚀刻. 结果：夹持器设计为左右两侧可夹持CR-39探测器形式,每侧可夹持10片CR-39探测器,每一夹持器可同时夹持20片CR-39探测器进行化学蚀刻.使用多孔电热恒温水浴锅时,可同时使用多个该化学蚀刻装置同时对大量的CR-39探测器进行化学蚀刻,可大大提高CR-39探测器的蚀刻效率.应用该化学蚀刻装置对日本产CR-39探测器进行了测氡效率刻度片的蚀刻,达到令人满意的效果. 结论：由于CR-39探测器夹持器两侧的夹持口之间为等间距,容器上口用盖密闭,所以,蚀刻时CR-39探测器上下左右都是等距离浸泡在蚀刻液中,即可保持蚀刻液的浓度不变,又可保证在恒温条件下,蚀刻容器内的温度是均匀分布的,从而保证了蚀刻液对探测器的蚀刻速率是一致的.因此,可有效保证CR-39探测器核径迹蚀刻的均匀性和一致性.