CR-39應(yīng)用于中子探測的化學(xué)蝕刻條件優(yōu)化研究

李 洋 夏曉彬 曹 振 王光宏 徐秀清 趙宇航

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CR-39應(yīng)用于中子探測的化學(xué)蝕刻條件優(yōu)化研究

李 洋1,2夏曉彬1曹 振1王光宏1徐秀清1,2趙宇航1

1（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 嘉定園區(qū) 上海 201800）2（中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049）

CR-39化學(xué)蝕刻的主要影響因素有蝕刻溫度、蝕刻液種類和濃度以及蝕刻時(shí)間等。本研究選用英國Track Analysis Systems公司的CR-39，采用正交法對(duì)蝕刻溫度、蝕刻液濃度、蝕刻時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)研究，并與公司推薦化學(xué)蝕刻條件下的徑跡圖像、徑跡密度進(jìn)行對(duì)比，得出的優(yōu)化蝕刻條件是：蝕刻溫度為85 °C、NaOH蝕刻液濃度為7 mol?L?1，蝕刻時(shí)間為90 min。實(shí)驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝕刻溫度是這三個(gè)因素中對(duì)化學(xué)蝕刻后凈徑跡密度影響最大的因素，而蝕刻時(shí)間的影響最小。該研究為CR-39應(yīng)用于中子探測提供了更好的蝕刻條件，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

CR-39，固體核徑跡探測器，中子探測，化學(xué)蝕刻，正交法

自1958年Young[1]發(fā)現(xiàn)帶電粒子照射某些固體，能夠在上面留下痕跡之后，固體核徑跡探測器逐漸發(fā)展成為一種重要的粒子探測器，被廣泛地應(yīng)用在粒子探測、核物理、環(huán)境科學(xué)等方面[2?3]。CR-39是固體核徑跡探測器中應(yīng)用非常廣泛的一種。當(dāng)探測快中子時(shí)，中子與CR-39發(fā)生(n,p)等反應(yīng)，生成反沖核。反沖核與CR-39中物質(zhì)發(fā)生相互作用，使得CR-39中的化學(xué)鍵斷裂，繼而引起一系列的輻射損傷效應(yīng)，形成潛徑跡。潛徑跡尺寸通常在納米量級(jí)， 在中子劑量監(jiān)測中通常使用化學(xué)蝕刻等方法將潛徑跡擴(kuò)大到微米量級(jí)，以便使用光學(xué)顯微鏡觀測。

影響CR-39化學(xué)蝕刻的主要因素有蝕刻溫度、蝕刻液種類和濃度、蝕刻時(shí)間等。……