되튐 이온-착상에 의해서 원자로 중성자 선량 측정용 초저질량 분열성 부착물을 생산하기 위한 방법

되튐 이온-착상에 의해서 원자로 중성자 선량 측정용 초저질량 분열성 부착물을 생산하기 위한 방법

제1도는 되튐 이온-착상에 의해서 극히 적은질량 분열성 부착물을 생산하기 위하여 본 발명에 따른 장치의 간략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 장치 10 : 집합체

12 : 진공챔버 14, 16 : 디스크

15 : 기판 17 : 웨이퍼

18 : 모우터 19 : 층

20 : 구동장치 21 : 딸 부착물

22 : 축

본 발명은 분열성 부착물을 생산하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히, 퇴튐 이온-착상에 의해서 기판위에 원자로 중성자 방사선 측정을 위하여 극히 적은량의 분열성 부착물을 생산하기 위한 방법에 있다.

극히 적은량 분열성 부착물은 높은 세기 중성자 장에서 고체 트랙 기록기 분열율 측정을 위하여 분열 소오스로써 적당함이 입증되었다.

위와 같은 분열율 측정은 중성자 방사선 측정을 위하여 정보를 유도하기 위해서 사용된다.

고체 트랙 기록기는 부착물에서 분열로부터 기인되는 되튐 분열 부분품으로부터 분열성 부착 기록 트랙에 인접하게 배치된다.

만일 분열성 부착물이 충분히 얇다면, 자체-흡수 효과는 무시할 수 있다.

고체 트랙 기록기의 화학적 부식후 광 마이크로스코프로써 관측되는 위와 같은 트랙수는 분열성 부착물에서 발생되는 분열수에 비례한다.

그러므로, 고체 트랙 기록기에서 제곱 센티미터당 분열부품 트랙수, 즉, 트랙밀도는 부착물에서 단위 면적당 분열율을 계산하기 위해서 사용될 수 있다.

원자로심 방사선 측정 또는 원자로 부분품 방사선 측정과 같은 통상적 높은 시적분 중성자속 적용에 있어서, 최대 트랙 밀도로 인한 고체 트랙 기록기를 이용하여 정해지는 한계가 과잉 트랙 오우버랩 없이 약 10 ⁶ 트랙/cm ² 로 사용될 수 있음을 알 수 있다.

과도하게 높은 트랙 밀도를 피하기 위해 극히 적은량 분열성 부착물은 일정한 시적분 중성자속에서 발생될 분열수를 감소하기 위해서 사용될 수 있다.

예를 들면, 경수 원자로 압력용기 감시를 위하여 방사선 측정 적용에 있어서, 매우 적은 1.5×10 ^-13 g의 ²³⁵ U부착물은 고체 트랙 기록기에서 이용 가능한 트랙 밀도를 생산하기 위해서 필요하다.

또한, ²³⁷ NP, ²³⁶ U 및 ²³⁹ Pu 와 같은 적은량의 다른 동위원소는 경수 원자로 압력용기에서 방사선 측정을 위하여 필요로 한다.

위와 같이 적은-질량 부착물의 생성과 관련된 기술적 문제점이 이와 같이 극히 적은 질량 분열성 부착물의 질량을 특성화 하기 위해서 방사성 동위원소의 스파이킹/전기도금 기술을 이용함으로써 극복될 수 있음은 알 수 있다.

예를 들면, 극히 적은 질량 부착물은 예를 들면, ²³⁵ U 및 ²³⁸ U에 대한 동위원소 스파이크로써 ²³⁷ U(7일 반감기)와, ²³⁷ NP에 대하여 스파이크로써 ²³⁹ Np(2.4일 반감기)와, ²³⁹ Pu에 대하여 스파이크로써 ²³⁶ Pu(1.85년 반감기)를 이용하는 전기도금 기술에 의해서 생산될 수 있다.

보다 짧은 반감기 동위원소 스파이크는 각 분열성 부착물의 주요 동위원소의 방사성이 본 발명에 따라서 이용될 수 있는 위와 같은 적은 질량에서 존재할 때 주요한 동위원소를 검출할 수 없게 만든다는 사실을 극복하기 위해서 화학적 트레이서로써 이용된다.

그러나, 분열성 부착물에 추가될 수 있는 동위원소 스파이크양이 동위원소 스파이크의 원자성질의 위해서 제한되는 것을 알 수 있었다.

예를 들면, ²³⁷ Np로 붕괴하는 ²³⁷ U는 그 자체가 분열 가능하다.

그 결과로써, 스파이크가 결국 붕괴하는 동위원소의 양은 스파이크가 붕괴하는 동위원소의 분열율을 부착물에서 동위원소 이자의 붕괴율에 관해 작게 유지하기 위해서 반드시 충분히 작아야 한다.(추가된 스파이크 양을 제한함으로써)

추가된 ²³⁷ U가 ²³⁵ U에 대한 유효한 방사상 화학 트레이서인 것을 확실히 하기 위해서 연속적인 화학적 단계 또는 화학적 평형 절차는 반드시 수행되어야 한다. ²³⁷ U를 ²³⁵ U에 추가한 후, 혼합물은 산화상태의 동일 혼합물에 ²³⁷ U 및 ²³⁵ U를 드라이브하기 위해서 교대하는 화학적 산화 및 환원되어야 한다.

위와 같은 화학적 절차는 통상적으로 1-2일 걸린다.

특히 ²³⁹ Pu 부착물에 관하여, ²³⁶ Pu동위원소 스파이크 그 자체는 분열 가능하며 제한된 양에서 반드시 이용되어야 한다.

또한 ²³⁶ Pu와 함께 스파이크된 ²³⁹ U 부착물에 있어서, 몇 개의 실험적인 문제점이 야기된다.

예를 들면, 통상적 동작 사이클 동안에 동작하는 통상적 출력 원자로의 환상 갭에서 원자로 공동의 중간-평면 위치에서 측정되는 고체 트랙 기록기에서 ²³⁹ Pu 분열율의 경우에 있어서, 10 ^-13 그람의 질량을 가지는 ²³⁹ Pu 분열성 부착물은 분열 트랙의 최적수를 형성하기 위해 필요하다.

즉, 지금까지 설명된 한계로 인해, 최대 허용 가능한 ²³⁶ Pu/ ²³⁹ Pu 스파이크 비율은 10 ^-13 그람의 ²³⁹ Pu 부착물에 대한 분당 약 0.3붕괴(dpm)의 계수율로 귀결된다.

질량 보정을 위하여 2% 이상으로 이와 같은 부착물의 붕괴율을 바람직하게 특성화하기 위하여, 약 12일의 계수 시간은 필요하다.

실제로, 보다 큰 질량(예를 들면, 6×10 ^-13 그람)은 보다 큰 계수율(예를 들면, 1dpm) 및 더 작은 계수시간(예를 들면, 2일)으로 귀결되도록 생산된다.

결과적 트랙 밀도는 더 크고 계수하기에 더 어렵다.

또한, 낮고 단순한 계수율로 인해, 약 0.1dpm의 매우 적은 백그라운드 계수율을 가지는 계수기는 반드시 이용되어야 한다.

그러나, 동위원소 스파이크의 붕괴성질을 낮은 백그라운드의 유지를 어렵게 한다.

예를 들면, ²³⁶ Pu 붕괴는 다음과 같다.

그러므로, 많은 방사성 붕괴 생성물은 ²³⁶ Pu 붕괴로부터, 누적되며, 이와 같은 붕괴 생성물은 낮은 계수기 백그라운드를 유지하기 위해서 세척하므로 계수기로부터, 주기적으로 제거되어야 한다.

따라서, 본 발명의 주요 목적은 동위원소 스파이킹 절차를 위한 필요성을 제거할 수 있는 되튐 이온-착상에 의해서 원자로 중성자 측정을 위하여 극히 적은량의 분열성 부착물을 생산하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적과 함께 본 발명은 중성자 방사선 측정을 위하여 선택적으로 적은 질량의 분열성 부착물을 생산하기 위한 방법에 있으며; (a) 붕괴의 결과로써 어미 소오스로부터 분출하는 분열성 딸 원소를 기판에 착상하기 위해서 붕괴하는 알파-방출 어미 소오스 및 기판에 대항 관계로 일정한 간격을 유지하는 단계; (b) 어미 소오스가 기판위에 분열성 딸 원소의 대응 질량을 형성하기 위해서 붕괴할때까지 시간 주기 동안에 대항 관계를 유지하는 단계에 의해서 특징된다.

예를 들면, 얇은 층 형성에서 ²⁴¹ Am 소오스는 알파 방출 소오스 및 고체 트랙 기록기 각각을 수용하는 대항 디스크를 회전하기 위하여 집합체를 가지는 진공 챔버에서 고체 트랙 기록기와 같은 기판에 인접하게 배치될 수 있다.

²⁴¹ Am의 알파 붕괴는 고체 트랙 기록기에 착상되도록 충분한 되튐 에너지를 가지는 ²³⁷ Np 이온으로 된다. ²³⁹ Pu, ²³⁵ U, ²³⁸ U 위 분열성 부착물은 위와 같은 방법 및 장치를 이용하므로써, 구체화 될 수 있다.

높은 시적분 중성자속의 방사선 측정에 적당한 질량을 가지는 분열성 부착물은 제조된다.

부수도면은 명세서 일부분을 구성하고 본 발명의 실시예를 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는데 필요하다.

²³⁵ U를 형성하기 위한 방법 및 그것과 함께 사용되는 장치가 우선 설명된다.

²³⁵ U는 다음 방정식(1)에 따라서 ²³⁹ Pu 붕괴에 의해서 생산된다.

²³⁹ Pu에 의해서 방출되는 알파(α)입자는 5.16Mev 에너지를 가진다.

운동량의 보존은 다음과 같다.

(α 에너지)(α 질량)=(되튐 에너지)(되튐질량) (2)

방정식(2)을 이용하면 :

그 결과로써, 각 ²³⁹ Pu붕괴는 87.8Kev ²³⁵ U 되튐에 의해서 부수되는 5.16Mev 알파 입자를 생성한다.

만일 ²³⁹ Pu의 얇은 부착물이 진공에서 배치된다면, ²³⁹ Pu의 약 50% 알파 붕괴는 진공에서 되튀는 ²³⁵ U이 온을 발생시킬 것이다.

만일 적당한 기판의 ²³⁹ Pu 소오스에 인접하게 진공에서 배치된다면, 되튀는 ²³⁵ U이온은 기판의 표면에서 착상될 것이며, 그 결과 ²³⁵ U의 적은 질량 부착물을 가지게 된다.

본 발명은 베타 또는 감마 방출은 기판에서 착상될 각 딸원소에 대하여 충분한 운동량이 부족하므로 알파되튐 이온 착상에 가장 적당하다.

엘. 씨. 노우쓰클리프와 알. 에프. 스킬링에 의해서 전술된, 원자 데이터 표, A-7, 233-463(1970), "헤비이온에 대한 범위 및 멈춤 출력표"에서 발견된 일반적으로 잘 알려진 범위-에너지표의 외삽법을 이용하므로써, 87.8Kev ²³⁵ U 이온의 되튐 범위는 약 10㎍/cm ² 로 추정된다. 그러므로, ²³⁹ Pu의 10㎍/cm ² 층은 그것의 되튐의 약 50%를 유지하며, 그 결과 ²³⁹ Pu층의 효과적 최대 두께는 약 5㎍/cm ² 일 것이다.

²³⁵ U 되튐 범위보다 훨씬 더 두꺼운 10cm 직경층의 ²³⁹ Pu에 대하여, ²³⁵ Pu 층으로부터 탈출되는 ²³⁵ U 되튐수는 이 기술분야에서 이해되는 것으로써 계산된다.

이와 같은 ²³⁵ Pu 소오스로부터 5cm 거리의 기판에 대하여, ²³⁵ U에 대한 약 2.5×10 ^{8 235} U 이온/cm ² /일은 착상될 것이다.

중간-평면 원자로 공동 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계에 대한 ²³⁵ U질량 필요량은 예를들면 1.5×10 ^-13 그람이다.

이와 같은 부착물은 1/4 인치의 직경을 가지는 영역에 대하여 통상적으로 퍼진다.

부착물의 결과적 원자 밀도는 ²³⁵ U의 1.21×10 ⁹ 원자/cm이다.

이와 같은 두께의 부착물을 생산하기 위해서 필요한 시간은 다음과 같다.

고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계는 통상적으로 1.1cm의 총직경을 가진다.

그 결과로써, 약 25-50 고체 트랙 기록기는 10cm 직경의 ²³⁵ Pu 소오스에 인접하게 동시에 방사선 조사될 수 있다.

지금부터 서술될 제1도에 참고번호(1)로써 표시된 장치가 이용된다.

장치(1)는 진공챔버(12)로 밀폐된 집합체(10)를 포함한다.

집합체(10)는 디스크(16)에 대항하는 디스크(14)를 가지며, 그 사이가 약 5cm 분리된다.

디스크(14) 및 디스크(16)는 직경이 약 10cm이다. 양호하게, 고순도 니켈은 디스크(14) 재료로서 이용된다. 스테인레스 스틸과 같은 어떤 다른 고순도 금속은 좋은 접착성이 하기에서 설명될 방사선 어미 및 디스크(14)의 물질 사이에 존재하는 한 교체될 수 있다.

디스크(14))의 하부 표면은 방사성 이미 소오스인 10㎍/cm ² 의 Pu의 층(19)으로써 도금된다.

디스크(16)는 되튐 이온-착상에 의해서 부착되는 분열성 딸 원소(21)를 수용하기 위하여 적어도 한 기판, 예를 들면, 약 1.1cm 직경의 다수의 석영, 운모 또는 지르콘 고체 트랙 기록기 웨이퍼(17)를 층(19)을 향하여 디스크(16)위에 포함한다.

디스크(14)는 부착물 균질성을 확실하게 하기 위해서 예를 들면, 모우터(18)에 의해서 각 디스크(14,16)의 중심을 통해 축(22)에 관해 회전된다.

각 웨이퍼(17)는 디스크(16)에 관한 각 축에 관해 회전한다.

위와 같은 것은 각 웨이퍼위에 각각의 균질한 부착물 총량이 디스크(14)의 회전축으로부터 각 웨이퍼의 방사상 위치에 의존될 수 있는 장치에 대한 보정 기능과, 각 웨이퍼(17)위에 균질한 부착물을 가진다.

이와 같은 회전은 구동장치(20)를 형성하기 위해서 모우터에 동작적으로 연결되는 각 개개의 웨이퍼(17)에 서 기어세트를 이용하므로써 수행될 수 있다.

디스크(16)는 구동장치(20)에 의해서 회전될 수 있다.

일반적으로, 소오스층(19) 및 각 웨이퍼(17)에 관해 적어도 두 개 독립적 회전이 존재할 수 있다.

진공챔버(12)내에 급격한 삽입전하기전에 세척영역(층 흐름 영역)에서 적재되는 다수의 웨이퍼(17)가 글로브 박스에서 위치되는 것은 양호할 수 있다.

글로브 박스는 글로브 박스에서 소오스로부터 주위의 방사성으로부터 분리하기 위해서 종래에 사용된 용기이다.

실행할 때, 이와 같은 새로운 방법은 종래 방법보다 더 간단하고 더 경제적이다.

또한, 본 발명에 따라서 형성된 일부 분열성 부착물은 그것들이 기판을 세척하기 위해서 문지름에 견딜 수 있도록 내구성일 것이다.

약 25부착물은 5일후 구체화 될 수 있으며, 부착물 보정 필요물은 집합체(10)가 보정될 때 감소된다.

즉, 한세트의 시행실험은 많은 이온이 시간의 기능으로써 웨이퍼(17)를 때리는 방법을 측정하기 위해서 수행될 수 있다.

예를들면, ²⁴³ Am 소오스 플루토늄으로 붕괴하는 ²³⁹ Np 되튐을 만들기 위해서 사용되며, 집합체(10)는 주위깊게 제어되는 연속적인 상태하에서 수행된다.

그때 얼마나 많은 ²³⁹ Np가 웨이퍼(17)에 존재하는지를 방사계로 결정한다.

이와 같은 보정은 제-보정을 필요로 하지 않고 다른 웨이퍼(17)를 생산하기 위해서 사용될 수 있다.

즉, 만일 어떤 되튐 두께가 10분후에 웨이퍼(17)가 구체화 된다면, 대응하는 두배의 되튐 두께는 방사선 조사가 20분 동안 발생될 때 기대될 수 있다.

또한, 여기에서 설명되는 균질한 ²³⁵ U, ²³⁷ Np, ²³⁸ U, ²³⁹ Pu 부착물의 생산은 무수한 트랙계수를 단순화 한다.

이와 같은 것은 비-균질한 부착물의 전체 표면에 대한 정량의 트랙 계수가 필요하기 때문이다.

이와 같은 새로운 방법과 함게 균일한 트랙 밀도의 유일한 견본이 필요하다.

²³⁷ Np를 생산하도록 지정된 다른 실시예는 지금부터 설명될 수 있다.

²³⁷ Np는 ²⁴¹ Am의 붕괴에 의해서 생산되며 다음과 같다. :

²⁴¹ Am에 의해서 방출되는 알파 입자는 5.49Mev 에너지를 가진다.

방정식(2)을 이용하면 :

그 결과로써, 각 ²⁴¹ Am 붕괴는 92.7Kev ²³⁷ Np 되튐에 의해서 수반되는 5.49Mev 알파입자를 생산한다.

상기 보기에 따라서 결정되는 ²⁴¹ Am의 얇은 부착물이 진공에서 배치된다면 붕괴의 대응양은 진공에서 ²³⁷ Np 되튐을 가지게 될 것이다.

만일 기판이 상기에서 서술된 것과 같은 ²⁴¹ Am 소오스에 인접하게 진공에서 배치된다면, 퇴튐 ²³⁷ Np이온은 ²³⁷ Np의 극히 적은량 부착물을 제공하기 위하여 기판의 표면에 착상될 것이다.

노우쓰 클리프 및 스킬링의 상기에서 서술된 범위-에너지 표의 외삽법을 다시 이용하므로써, 92.7Kev ²³⁷ Np 이온의 되튐 범위는 약 10㎍/cm ² 로 추정된다.

그러므로, ²⁴¹ Am의 10㎍/cm ² 층은 그것의 되튐의 약 50%를 유지할 수 있거나, 또는 다르게 서술되는 ²⁴¹ Am층의 유효한 최대 두께는 약 5㎍/cm ² 이다.

²³⁷ Np되튐 범위보다 더 두꺼운 ²⁴¹ Am의 10cm 직경에 대하여, ²⁴¹ Am층으로부터 탈출할 수 있는 ²³⁷ Np되튐수는 상기와 같이 다음과 같이 계산된다.

위와 같은 ²⁴¹ Am 소오스로부터 5cm거리의 기판에 있어서 약 1.3×10 ^{10 237} Np 이온/cm ² /일은 착상될 것이다.

중간-평면 원자로 공동 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계에 대한 ²³⁷ Np 질량 필요물은 6.3×10 ^-11 그람이다.

이와 같은 부착물은 1/4인치 직경의 영역을 통해 퍼진다

²³⁷ Np 부착물의 결과적 원자밀도는 5.05×10 ¹¹ 원자/cm ² 이다.

이와 같은 두께의 부착물을 생산하기 위해서 필요한 시간은 다음과 같다.

상기에서 기술된 것처럼, 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계는 통상적으로 총 1.1cm의 직경을 가진다.

약 25-50 고체 트랙 기록기는 10cm 직경의 ²⁴¹ Am 소오스에 인접하게 방사선 조사될 수 있다.

제1도에서 도시되고 상기에서 서술된 것과 같은 설비가 이용될 수 있다.

²³⁸ U를 생산하는 직접적인 다른 실시예는 지금부터 서술될 것이다.

²³⁸ U는 ²⁴² Pu 붕괴에 의해서 생산되며 다음과 같다.

²⁴² Pu에 의해서 방출되는 알파 입자는 4.90Mev 에너지를 가진다.

방정식(2)을 이용하면 :

결과로써, 각 ²⁴² Pu 붕괴는 81.0Kev ²³⁸ V 되튐에 의해서 수반되는 4.90Mev 알파 입자를 생산한다.

만일 ²⁴² Pu의 얇은 부착물이 진공에서 배치된다면 약 50% 붕괴는 진공에서 ²³⁸ U되튐에 이르게 될 것이다.

만일 기판이 상기에서 서술된 것처럼 ²⁴² Pu 소오스에 인접하게 진공에 배치된다면, 되튐 ²³⁸ U이온은 기판의 표면에서 착상될 것이며, 그 결과 ²³⁸ U의 극히 적은량 부착물에 이르른다.

상기에서 서술된 노우쓰 클리프 및 스킬링의 범위 에너지표의 외삽법을 다시 이용하므로써, 81.0Kev ²³⁸ U 이온의 되튐 범위는 약 10㎍/cm ² 로 추정될 것이다.

그러므로, ²⁴² Pu의 10㎍/cm ² 층은 ²⁴² Pu층의 유효한 최대 두께가 약 5㎍/cm ² 이도록 약 50% 되튐을 유지할 수 있다.

²³⁸ U 되튐 범위보다 더 두꺼운 10cm 직경층에 있어서, ²⁴² Pu로부터 탈출하는 ²³⁸ U 되튐함수는 다음과 같다.

위와 같은 ²⁴² Pu 소오스로부터 5cm거리의 기판에 대하여, 약 1.6×10 ^{7 238} U 이온/cm ² /일은 착상될 것이다.

중간-평면 원자로 공통 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계에 대하여 ²³⁸ U 질량 필요물은 7.0×10 ^-10 그람이다.

이와 같은 부착물은 1/4 인치 직경의 영역을 통해 퍼진다.

부착물의 합성 원자 밀도는 ²³⁵ U의 5.59×10 ¹² 원자/cm ² 이다.

이와 같은 두께의 부착물을 생산하기 위해서 필요한 시간은 다음과 같다.

비록 위와 같은 필요 시간이 원자로 공동 방사선량계의 생산에 대하여 실제적으로 더 클지라도, 선속이 원자로 공동에서 보다 더 큰 10 ³ 내지 10 ⁵ 보다 더 큰 시적분 중성자속 적용에 있어서 방사선량계의 생산은 분명히 가능할 것이다.

상기에서 서술된 것처럼, 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계는 통상적으로 총 1.1cm 직경을 가진다.

약 25-50 고체 트랙 기록기는 10cm 직경의 Pu 소오스에 인접하게 방사선 조사될 수 있다.

제1도에서 도시되고 상기에서 서술된 것과 같은 설비가 이용될 수 있다.

²³⁹ Pu를 생산하는 직접적인 다른 실시예는 지금부터 서술될 것이다.

²³⁹ Pu는 ²⁴³ Am의 붕괴에 의해서 생산되며 다음과 같다.

²⁴³ Am에 의해서 방출되는 알파입자는 5.28Mev 에너지를 가진다.

다시, 방정식(2)을 이용하면:

결과, 각 ²⁴³ Am 붕괴는 88.4Kev ²³⁹ Np되튐에 의해서 수반되는 5.28Mev 알파입자를 생산한다.

만일 ²⁴³ Am의 얇은 부착물이 진공에서 배치된다면, 대응하는 붕괴양은 진공내에서 ²³⁹ Np 되튐에 이르를 것이다.

만일 기판이 상기에서 서술된 것과 같은 ²⁴³ Am 소오스에 인접하게 진공에서 배치된다면, 되튐 ²³⁹ NP 이온은 기판의 표면에서 착상될 것이다.

이와 같은 ²³⁹ Np 원자는 ²³⁹ Pu 의 극히 적은 질량 부착물에 이르도록 주 주기동안 ²³⁹ Pu로 모두 붕괴할 것이다.

노우쓰 클리프 및 스킬링의 범위-에너지표의 외삽법을 이용하므로써, 88.4Kev ²³⁹ Np 이온의 되튐 범위는 약 10㎍/cm ² 로 추정된다.

그러므로, ²⁴³ Am의 10㎍/cm ² 층은 ²⁴³ Am층의 유효한 최대 두께가 약 5㎍/cm ² 가 될 수 있도록 약 50% 되튐을 유지할 수 있다.

²³⁹ Np 되튐의 범위보다 더 두꺼운 ²⁴³ Am의 10cm 직경층에 있어서, ²⁴³ Am층으로부터 탈출할 수 있는 ²³⁹ Np 되튐수는 다음과 같다.

이와 같은 소오스로부터 5cm거리의기판에 있어서, ²³⁹ Np의 약 9.2×10 ³ 이온/cm ² /일은 착상될 것이다.

²³⁹ Pu 중간-평면 원자로 공동 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계에 대한 질량 필요물이 8.9×10 ^-14 그람임을 가정한다.

이와 같은 부착물은 1/4인치 직경의 영역을 통해 통상적으로 퍼진다.

부착물의 합성 원자 밀도는 ²³⁹ Pu의 7.08×10 ⁸ 원자/cm ² 이다.

이와 같은 두께의 부착물을 생산하기 위해서 필요한 시간은 다음과 같다.

상기에서 서술된 것처럼, 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계는 통상적으로 총 1.1cm 직경을 가진다.

약 25-50 고체 트랙 기록기는 10cm 직경의 ²⁴³ Am소오스에 인접하게 방사선 조사될 수 있다.

제1도에 도시된 것과 같은 설비가 이용될 수 있다.

부착후, 8.9×10 ^-4 그람의 ²³⁹ Np 부착물은 4.59x10 ⁴ dpm의 베타 또는 감마 활성도를 가지며, 그것이 ²³⁹ Pu로 붕괴될 때 질량 보정을 용이하게 허용한다.

또한, 이와 같은 방법은 보다 더 큰 시적분 중성자속 측정에 대해 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량 측정을 적용하는 것에 관한 전망을 가능케 한다.

직접적인 검색 능력의 적용은 동작적 상업용 핵 출력 원자로의 압력용기 감시 캡슐에서 고체 트랙 기록기 중성자 방사선량계를 이용한다.

이와같은 위치에서 고체 트랙기 기록기 중성자 방사선량 측정의 종래 시도는 분열성 부착물, 방사선량계 크기 제한 및 부착물 균질성을 생산하기 위해서 이용되는 전기도금 방법에서 본래의 질량 제한으로부터 기인되는 높은 트랙밀도와 함께 많은 문제점 때문에 효과적이지 않았다.

위와같은 문제점이 ²³⁵ U, ²³⁷ NP, ²³⁸ U , ²³⁹ Pu 분열성 부착물을 생산하기 위하여 새로운 방법 및 장치로써 극복될 수 있음을 알 수 있다.

상기에 비추어서, 본 발명은 이전에 알려진 방법에 대하여 다음 장점을 가진다.

(1) 동위원소 스파이킹 방법은 필요로 하지 않는다.

(2) 전기도금 방법 및 합성적 고순도 화학적 필요물은 필요로 하지 않는다.

(3) 균일한 부착물이 형성될 수 있는 반면에, 높은 부착물 균질성은 전기도금 방법으로 이루어지지 않았다.

(4) 단지 장치는 보정될 필요가 있으면, 보정 후, 조사 선량 시간은 일정한 기판 위치에서 질량을 부착하도록 비례한다.

(5) 다양한 기판이 이용될 수 있다.

(6) ²³⁵ U, ²³⁷ Np, ²³⁸ U, ²³⁹ Pu 부착물의 질량은 정확하게 제어될 수 있다.

(7) ²³⁵ U, ²³⁷ Np, ²³⁸ U, ²³⁹ Pu 부착물의 합성 물질은 동위원소로 순수하다.

(8) 극히 낮은 질량은 가능할 수 있다.

(9) 이온-착상에 의해서 형성된 부착물은 내구력이 있다.

(10) 본 발명은 종래 방법보다 더 단순하고 더 경제적이다.

(11) 본 발명은 트랙 카운팅을 상당히 단순화 한다.