基于CR-39的核径迹形态估算入射质子能量和角度方法初探

摘要

目的探究基于CR-39上的核径迹形态来估算入射质子的能量和角度的方法。方法用不同入射能量和角度的质子照射CR-39,经化学蚀刻后分别用原子力显微镜和光学显微镜读取核径迹的形态,通过对核径迹二维形态的定量分析,尝试建立利用核径迹形态来判别入射粒子能量和角度的方法。结果随着入射质子能量的增加,核径迹变小变浅;在垂直入射情况下,径迹开口接近于圆形;随着入射角度的增加,径迹开口逐渐呈椭圆形变化。圆形核径迹的直径、椭圆形核径迹的短轴或等效直径与入射质子的能量均呈显著的指数衰减关系（E=Ae-Bx）。用核径迹的直径（或等效直径）和短轴来拟合的系数（A、B）分别为:（15.763,0.305）和（15.886,0.320）。入射粒子的角度与椭圆形核径迹的长短轴之比也存在相对固定的定量关系,对10°和20°入射的质子,核径迹长短轴之比的均值分别为1.10～1.15和1.35～1.37。结论入射粒子的能量可以通过CR-39上形成核径迹的直径或短轴长度来估算;入射粒子的角度可以用核径迹的长短轴之比来估算。