Как могут протоны энергий порядка 5-10 МэВ вызывать наведенную активность материалов?

утверждается, что образцы фотоэлементов после тестирования должны "высвечиваться" 4-8 недель
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Получил письмо от мужика, к-й занимается солнечными батареями, в частности, упоминает он о тестировании СБ для космического применения также и протонами (не только мэвными электронами):

кстати протонами тоже тестят. стоит например в ESCC . в наших нормативах думаю тоже.

ESCC-E-20-08A § 7.5.13 - 7.5.14

хотя дело муторное, т.к. оборудование редкое, приборы после облучения некоторое время радиоактивные и должны отлёживаться.
Без особой нужды стараются на использовать. Часто заменяют эквивалентым электронным облучением.

при облучении 5-10 МэВ протонами в зависимости от дозы , СБ или просто образцы должны лежать у того кто их облучал. пока не перестануть светить. там где облучали , их меряют и лишь потом высылают "заказчику".
таковы местные (европейские) правила.

на практике это выглядит примерно так, что 5 МэВ и доза 2е12 требовали 4-8 недель.


без комментариев. Вначале меня радиоактивность тоже удивила, но данных я не нашел и привык ститать то так возможно и есть.
хотя вот на "proton induced X-ray emission" можно нагуглить что уже 2.5 мэв протоны моуть индуцировать рентгеновсоке излучение, а что с материалом происходит что он и потом светит ....

в Европе осталось одно место где можно проводить облучение протонами - ONERA. было еще 2, но их прикрыли.
 


Ну, что при попадании МэВных протонов в вещество оттуда может полететь рентген - это неудивительно и более чем ожидаемо :)
Но вот чтобы ВЫСВЕЧИВАЛОСЬ долгое время...
Это просто ни в какие ворота...

Чешу репу и не могу взять в толк - с чего это после облучения мэвными протонами может быть остаточная активность, да еще такая, что неделями образцы вылеживаться должны?!
Собственно ядерных реакций при таких энергиях, да в кремний или что-то вроде - вроде не должно быть заметное количество, тем более что протоны часть энергии в веществе еще и растеряют на ионизацию, рентген...

Единственное, что могу навскидку измыслить - это что часть электронов на внутренних оболочках в конце концов, после всех перипетий (там, возбуждены тормозным рентгеном, например), оказываются "приподнятыми", и релаксироваться должны через какой-то ОЧЕНЬ сильно запрещённый переход - только тогда образец мог бы ощутимо светить рентгеном и после облучения. Но чтобы он должен был вылёживаться сутками и неделями - я даже и не знаю, бывают ли настолько запрещённые переходы в атомах, чтобы никак иначе не срелаксировался за такой срок...

Тоже, конечно, малоправдоподобно...
 2.0.0.82.0.0.8
+
-
edit
 

AidarM

аксакал
★★☆
А протоны обратно не высыпаются? :)
Солипсизм не пройдёт! :fal:  3.03.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Харрроший такой дырявый мешочек, из которого протоны МЕСЯЦ высыпаются :F
Дайте два!
 2.0.0.82.0.0.8
+
-
edit
 

bashmak

аксакал

А чем изотопы фосфора не устраивают? У 32 период полураспада как раз две недели.
Да и образцы - это ж не только кремний, там и другие матерьялы должны быть.
 
EE Татарин #19.12.2008 04:02  @Fakir#18.12.2008 23:09
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Ну, что при попадании МэВных протонов в вещество оттуда может полететь рентген - это неудивительно и более чем ожидаемо :)
Fakir> Но вот чтобы ВЫСВЕЧИВАЛОСЬ долгое время...
Fakir> Это просто ни в какие ворота...
Почему? Это вполне достаточные энергии для образования всякой пакости. А количественно - ну какую дозу они там дают, и что там у них в тех батареях закопано...

Fakir> Собственно ядерных реакций при таких энергиях, да в кремний или что-то вроде - вроде не должно быть заметное количество, тем более что протоны часть энергии в веществе еще и растеряют на ионизацию, рентген...
А это зависит от того, куда пуляешь, что за мишени.
Например, при производстве ПЭТ-изотопов для медицины (С11, F18, N13) используют энергию протонов 15-20МэВ.

Другой вопрос, что не совсем понятно, что за пакость и в каких процессах у них именно в конкретном случае получается. Ну, вот Башмак фосфор-32 предположил... через захват нейтрона от (p,n). По полураспаду - красиво подходит.

Fakir> Но чтобы он должен был вылёживаться сутками и неделями - я даже и не знаю, бывают ли настолько запрещённые переходы в атомах, чтобы никак иначе не срелаксировался за такой срок...
Fakir> Тоже, конечно, малоправдоподобно...
Угу. Малоправдоподобно.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  3.0.53.0.5
RU lenivec #19.12.2008 11:05  @Татарин#19.12.2008 04:02
+
-
edit
 
Татарин> Угу. Малоправдоподобно.

Ыстрорию своих наук не знаите, господа учОные :old: .

"Кокрофт и Уолтон, ученики Резерфорда, использовав принципиально другой метод исследования и получив пучок с энергией всего лишь 0,7 МэВ, уже добились в Кавендишской лаборатории искусственного расщепления атома..."
"Вся история науки на каждом шагу показывает, что отдельные личности были более правы в своих утверждениях, чем целые корпорации ученых или сотни и тысячи исследователей, придерживающихся господствующих взглядов". В. И. Вернадский  
Это сообщение редактировалось 19.12.2008 в 11:17
EE Татарин #19.12.2008 12:05  @lenivec#19.12.2008 11:05
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Татарин>> Угу. Малоправдоподобно.
lenivec> Ыстрорию своих наук не знаите, господа учОные :old: .
Ты посты читаешь? :)
Это было написано про метастабильный (со временем высвечивания - недели) уровень на внутренних обололчках.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  3.0.53.0.5

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
bashmak> А чем изотопы фосфора не устраивают? У 32 период полураспада как раз две недели.

Фосфор из кремния... хм... Только 32 - откуда ему получиться-то?
Кремний сам по себе - 28, значит, поймав протон - ну 29 будет... 32- чё-т фантастично по-моему получить из нормального кремния.
Это если вообще есть заметная реакций кремний в фосфор при таких энергиях протонов.

bashmak> Да и образцы - это ж не только кремний, там и другие матерьялы должны быть.

Ну, да... где-то и вовсе на кремний, а галлий да мышьяк, ну индий... Но остальных-то - буквально примесные количества, если о кремниевых фотоэлемнтах речь.
 2.0.0.82.0.0.8
MD Fakir #19.12.2008 16:38  @Татарин#19.12.2008 04:02
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> Почему? Это вполне достаточные энергии для образования всякой пакости. А количественно - ну какую дозу они там дают, и что там у них в тех батареях закопано...

Количества напрягают (так, чтоб это считалось потенциально опасным, и приходилось вылеживать именно у тестировщика), и то, что лупят всё же сравнительно небыстрыми протонами.
И чтобы продукты-обломки мало того, что получились, и в количестве, и еще оказались с соотв. временем жизни... на круг - труднопонятно.

Татарин> А это зависит от того, куда пуляешь, что за мишени.
Татарин> Например, при производстве ПЭТ-изотопов для медицины (С11, F18, N13) используют энергию протонов 15-20МэВ.

Речь конкретно о фотоэлементах. Так что мишени - в первую очередь, считай, кремний. И энергии в 2-3 раза пониже. И потери собственно в материале.

Татарин> Другой вопрос, что не совсем понятно, что за пакость и в каких процессах у них именно в конкретном случае получается. Ну, вот Башмак фосфор-32 предположил... через захват нейтрона от (p,n). По полураспаду - красиво подходит.

А, так... через захват...
Ну так а откуда столько фосфора взять? Чтобы а) он просто был в достаточном кол-ве в образце, и б) успел нахапаться тоже в заметном количестве?

И то - если при 5-10 МэВ будет заметное число самих (p,n)... Что, ИМХО, навскидку не очень очевидно.
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
lenivec> Ыстрорию своих наук не знаите, господа учОные :old: .
lenivec> "Кокрофт и Уолтон, ученики Резерфорда, использовав принципиально другой метод исследования и получив пучок с энергией всего лишь 0,7 МэВ, уже добились в Кавендишской лаборатории искусственного расщепления атома..."

"Не учи папу, и баста!" (с)

Резерфор тогда, в первых опытах, расщеплял атом, во-первых, альфа-частицами (что хоть и не то чтобы радикально меняет дело, но, к примеру, отношение заряд/масса вдвое отличается - что влияет, и пр.), а во-вторых, там акты расщепления были весьма редки - порядка единиц на миллион.
 2.0.0.82.0.0.8

bashmak

аксакал

bashmak>> А чем изотопы фосфора не устраивают? У 32 период полураспада как раз две недели.
Fakir> Фосфор из кремния... хм... Только 32 - откуда ему получиться-то?
Fakir> Кремний сам по себе - 28, значит, поймав протон - ну 29 будет... 32- чё-т фантастично по-моему получить из нормального кремния.

1) В кремнии помимо 28го, есть еще 4% 29го и 4% 30го
2) реакция кремний+протон -> фосфор имеет пик для 1МэВ протонов, тоесть энергия самая правильная (сам не знал, пока не нашел в инете статью по допированию кремния фосфором с помощью 1МэВ пучков протонов).
3) основной фосфор - 31, тоесть достаточно 1го нейтрона, а их будет навалом.
4) реакция подхвата (протон на входе дейтон на выходе) также очень вероятна.

Я не утверждаю, что так и будет, но ничего невероятного не вижу: как только протонным пучком ударили по мишени, вторичные нейтроны, дейтоны, альфы... вам обеспечены в большом количестве. Так что при больших экспозициях можно получить все что угодно.
 
EE Татарин #19.12.2008 17:23  @Fakir#19.12.2008 16:38
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Количества напрягают (так, чтоб это считалось потенциально опасным, и приходилось вылеживать именно у тестировщика),
Ты нормы радиационной безопасности вообще представляешь, как устроены?
Ну вот, а если ты их превысил (это совершенно не значит, что материал у тебя на руках реально представляет опасность), то будь добр - обзаведись контейнером соответсвующего класса, опечатай его и отправь с грузом сопровождающего (тоже не абы какого, а сертифицированого на работу с радиоактивными материалами).

Любой нормальный человек, ессно, при возможности лучше высветит материал на месте облучения, чем станет связываться с геммороидальной перевозкой (если, конечно, ему не радиация для исследований нужна). И отправит обычной почтой по три копеёки за кулёк.

Fakir> и то, что лупят всё же сравнительно небыстрыми протонами.
5-10 МэВ - да порядочно...

Fakir> И чтобы продукты-обломки мало того, что получились, и в количестве, и еще оказались с соотв. временем жизни... на круг - труднопонятно.
Да не вижу я тут никаких чудес. Если б сотни кэВ - ну, есть чему поудивляться, а 5МэВ - энергия приличная.

Fakir> А, так... через захват...
Fakir> Ну так а откуда столько фосфора взять? Чтобы а) он просто был в достаточном кол-ве в образце, и б) успел нахапаться тоже в заметном количестве?
"Заметное количество" для счётчика. Тебе образцом не крыс травить.

Fakir> И то - если при 5-10 МэВ будет заметное число самих (p,n)... Что, ИМХО, навскидку не очень очевидно.
Что значит "неочевидно"? :)
Законам физики это не противоречит, экспериментальный факт налицо... куда очевиднее-то? :)
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  3.0.53.0.5
MD Fakir #19.12.2008 19:03  @Татарин#19.12.2008 17:23
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> Ты нормы радиационной безопасности вообще представляешь, как устроены?
Татарин> Ну вот, а если ты их превысил (это совершенно не значит, что материал у тебя на руках реально представляет опасность)

То есть ты полагаешь, что речь в общем-то о весьма символическом превышении фона, ну т.е. соотв. норм в смысле?

Татарин> Что значит "неочевидно"? :)
Татарин> Законам физики это не противоречит, экспериментальный факт налицо... куда очевиднее-то? :)

Значит, что неочевиден конкретный механизм, к-й имеет место быть :)
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
bashmak> 1) В кремнии помимо 28го, есть еще 4% 29го и 4% 30го

Но всё равно даже от 30-го кремния до 32-го фосфора... хм... ну действительно если дейтоном приложить разве...

bashmak> 2) реакция кремний+протон -> фосфор имеет пик для 1МэВ протонов, тоесть энергия самая правильная (сам не знал, пока не нашел в инете статью по допированию кремния фосфором с помощью 1МэВ пучков протонов).

А это для которого кремния? Чтоб уж наверняка :)
Плюс опять-таки - чтобы сделать искомый 32-й фосфор из кремния, протоны не очень канают, согласись. То есть нужен скорее дейтрон - следовательно, вопрос, какие для него нужны энергии, и могут ли получаться такие дейтроны.

bashmak> 3) основной фосфор - 31, тоесть достаточно 1го нейтрона, а их будет навалом.

Ну а сам фосфор-то в образце - будет ли? :) ИМХО, не очень очевидно :)

bashmak> 4) реакция подхвата (протон на входе дейтон на выходе) также очень вероятна.

Это ты думаешь или знаешь?
И как насчёт энергии дейтона?

bashmak> Я не утверждаю, что так и будет, но ничего невероятного не вижу:

Нну вопрос не в том, что прям невероятно, а в том, какой конкретно механизм отвечает за основное послесвечение на таких сроках :)
 2.0.0.82.0.0.8

bashmak

аксакал

bashmak>> 2) реакция кремний+протон -> фосфор имеет пик для 1МэВ протонов, тоесть энергия самая правильная (сам не знал, пока не нашел в инете статью по допированию кремния фосфором с помощью 1МэВ пучков протонов).
Fakir> А это для которого кремния? Чтоб уж наверняка :)

http://bohr.fcu.um.es/papers/1995/APL66(1995)3036-P_doping.pdf для 30го.

Fakir> Плюс опять-таки - чтобы сделать искомый 32-й фосфор из кремния, протоны не очень канают, согласись. То есть нужен скорее дейтрон - следовательно, вопрос, какие для него нужны энергии, и могут ли получаться такие дейтроны.

Такие дейтоны получатся запросто - кремний-28 наиболее связан, тоесть если мы из 29 или 30го вынем один нейтрон, то будет только лучше :) Так что достаточно попасть протоном по ядру. Далее возможны два варианта - получишь ты дейтрон или отдельно протон, отдельно нейтрон. Поскольку размер дейтрона очень большой, то получить дейтрон весьма вероятная ситуация.

bashmak>> 3) основной фосфор - 31, тоесть достаточно 1го нейтрона, а их будет навалом.
Fakir> Ну а сам фосфор-то в образце - будет ли? :) ИМХО, не очень очевидно :)

Ну а допируешь ты образец чем? Фосфора у тебя в образце 10-4-10-5, тоесть дофига.

bashmak>> 4) реакция подхвата (протон на входе дейтон на выходе) также очень вероятна.
Fakir> Это ты думаешь или знаешь?

Обычно реакции подхвата при таких энергиях очень велики.

Fakir> И как насчёт энергии дейтона?

Если энергия протона 10 МэВ, то энергия дейтона будет 6МэВ.
 
EE Татарин #20.12.2008 06:03  @Fakir#19.12.2008 19:03
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> То есть ты полагаешь, что речь в общем-то о весьма символическом превышении фона, ну т.е. соотв. норм в смысле?
Не знаю. Но быть совершенно убойным чтобы появились проблемы при транспортировке он не обязан.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  3.0.53.0.5
Fakir>...там акты расщепления были весьма редки - порядка единиц на миллион...

самое главное-то замазал - что даже на порядок меньшие энергии могут вызвать наведенную активность. А уж "сколько" - это другой вопрос.

З.Ы. кстати в элементах сабжевых есть ещё всякая дрянь кроме кремния - золотишко, серебришко например в токоведущих дорожках.
"Вся история науки на каждом шагу показывает, что отдельные личности были более правы в своих утверждениях, чем целые корпорации ученых или сотни и тысячи исследователей, придерживающихся господствующих взглядов". В. И. Вернадский  

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru