SU1039397A1 - Device for making radioactive diamond indicators - Google Patents

Device for making radioactive diamond indicators Download PDF

Info

Publication number
SU1039397A1
SU1039397A1 SU823379726A SU3379726A SU1039397A1 SU 1039397 A1 SU1039397 A1 SU 1039397A1 SU 823379726 A SU823379726 A SU 823379726A SU 3379726 A SU3379726 A SU 3379726A SU 1039397 A1 SU1039397 A1 SU 1039397A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radioactive
diamond
electron gun
axis
sample
Prior art date
Application number
SU823379726A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.И. Кузнецов
А.Г. Пузыревич
Ю.А. Панов
Г.Г. Бочарова
А.Г. Рыбасов
З.П. Белых
В.М. Зуев
Original Assignee
Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте filed Critical Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте
Priority to SU823379726A priority Critical patent/SU1039397A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1039397A1 publication Critical patent/SU1039397A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ АЛМАЗНЫХ ИНДИКАТОРОВ, содержащее источник радиоактивных ионов , включающий в себ  электронную пушку, распыл емую электронным пучком мишень из радиоактивного материала , фокусирующую систему и образец , представл ющий собой алмаз, из которого изготавливаетс  индикатор, отличающеес  тем, что, с целью снижени  радиационного загр знени  установки, повышени  точности нанесени  радиоактивных меток и упрощени  установки, устройство дополнительно содержит отклон ющий магнит с системой переключени  пол рности питающего напр жени , расположенный так, -что направление -его магнитного пол  перпендикул рно к плоскости , в которой расположены центр распыл емой мищени, ось электронной пушки и точка нанесени  радиоактивной метки на алмазе, при этом распыл ема  мищень и образец вьшесены за пределы пол  отклон ющего магнита и расположены на оси, перпецдикул рСО ной к.оси электронной пушки, и .электроскоп , расположенный на изол торе, выполненном- из материала с мальми токами утечки, и соединенный через усилитель сигнала и пороговую схему с системой переключени  пол рности питающего напр жени  отклон кмцего о магнита. ф со со 1A DEVICE FOR CREATING A RADIOACTIVE DIAMOND INDICATORS, containing a source of radioactive ions, including an electron gun, an electron beam sputtered target from a radioactive material, a focusing system and a sample that represents the diamond from which the indicator is made, characterized in that, in order to reduce radiation contamination of the installation, improving the accuracy of applying radioactive labels and simplifying the installation; the device additionally contains a deflection magnet with a switching system the polarity of the supply voltage, located so that the direction of its magnetic field is perpendicular to the plane in which the center of the sputtered target is located, the axis of the electron gun and the point of deposition of the radioactive label on the diamond, while the sputtered target and the sample are above the limits of the deflecting magnet field and located on the axis, the perpendicular of the pCO to the axle of the electron gun, and an electroscope located on an insulator made of a material with Malmie leakage currents, and connected through a signal amplifier and threshold Hem system switching the polarity of the supply voltage kmtsego deflection of the magnet. f co Stock 1

Description

11 Изобретение относитс  к области  дерной техники, св занной с использованием излучений, и предназначено дл  получени  радиоактивных алмазных индикаторов с целью использовани  их дл  контрол  технологических процессо извлечени  алмазов из руды на обогатительных фабриках. Известен способ создани  радиоактивньк алмазных индикаторов, по которому в поверхности алмаза сверлитс  тем или иным способом отверстие (например лучом лазера) и в нем располагаетс  радиоактивна  метка. Однако при использовании такого способа происходит механическое.повреждение алмаза, нарушаютс  его поверхностные физико-химические свойства . Кроме того, этот способ не поз вол ет автоматизировать процесс из готовлени  радиоактивных алмазных ин дикаторов . Наиболее близким техническим реше нием той же задачи  вл етс  устройст во дл  создани  радиоактивных а.пмазных индикаторов, содержащее источник радиоактивных ионов, включающий в себ  электронную пушку, распыл емую электрическим пучком мишень из радио активного материала, фокусирующую систему и образец, представл ющий со бой алмаз, из которого изготавливаетс  индикатор. Источник ионов может иметь различ ные конструкции и его работа может быть основана на разных принципах. Например, дл  получени  радиоактивны ионов могут быть использованы источНИКИ типа дуаплазматрон или триплазматрон , а также i/онный источник с электронным нагревом рабочего вещества (т .е. материала из которого получаютс  внедр емые- в образец ионы состо щий из электронной пуитки, используемой дл  получени  пучка ускоренных электронов, и ра.спыл емой электронным пучком радиоактивной мишени . Известное устройство имеет р д не достатков . Главным из них  вл етс  сложность и громоздкость устройства, поскольку оно включает в себ  систему высоковольтного питани , соответствующие высоковольтные вводы в уско рительную камеру, систему разделител ных трансформаторов и другие элемент св занные с разв зкой высокого напр  7 питани  установки и жени  с системой ее корпусом. Кроме этого, в случае применени  известного устройства дл  нанесени  радиоактивных меток ка алмазы, большинство которых  вл етс  изол торами или слабой проводимостью, необходимо применение дополнительного устройства дл  сн ти  объемного зар да , возникающего на имплантируемом алмазе за счет накоплени  зар да от внедр емых ионов. В результате накоплени  объемного зар да возникает тормоз щее электрическое поле, которое снижает энергию имплантируемых ионов, приводит к их рассе нию и соответственно к понижению точности нанесени  радиоактивных меток и к загр знений) радиоактивностью деталей установки дл  имплаНтацди. Обычно дл  исключени  вли ни  эффектов , св занных с вли нием на процесс имплантации ионов в изол торы и примен ют различные полупроводники, методы и устройства. Например, в р де случаев дл  этих целей используетс  напыление тонкой металлической пленки или сетки на легируемый объект , по которым создаваемый ионами зар д стекает на корпус установки. Все эти способы требуют дополнительного оборудовани , что усложн ет устройство дл  имплантации радиоактивных ионов. Целью насто щего изобретени   вл етс  сни :ение радиационного загр знени  установки, повышение точности нанесени  радиоактивных меток и упрощение установки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что, устройство дл  создани  радио-, активных алмазных индикаторов, содержащее источник радиоактивных ионов, включающий в себ  электронную пушку, распыл емую электронным пучком мишень из радиоактивного материала, фокусирующую систему и образец, представл ющий собой алмаз, из которого изготавливаетс  индикатор, дополнительно содержит отклон ющий магнит с системой переключени  пол рности питающего напр жени , расположенный так, что напра)зление его магнитного пол  перпендикул рно к плоскости, в которой расположены центр распьш емой мишени, ось электронной пушки и точка нанесени  радиоактивной метки на алмазе, при этом распыл ема  мишень и образец вынесени  за пределы пол , отклон ющего магнита и расположены на оси, перпендикул рной к оси электронной пушки, и электроскоп, расположенньй на изол торе, выполненном из материала с малыми токами утечки, и соединенный через усилитель сигнала и пороговую схему с системой переключени  пол рности питающего напр жени  отклон ющего магнита. На чертеже представлена схема уст ройства. В устройстве дл  создани  радиоактивных алмазных индикаторов в вакуумной камере 1 расположены электронна  пушка 2, полюса 3 отклон ю-щего магнита, алмаз 4, изол тор 5, распыл ема  радиоактивна  мишень 6, фокусирующа  мишень 7, электроскоп 8, соединенный с входом усилител  сигнала 9, выход каторого соединен с входом пороговой схемы 10, выход которой подклю«; ен к управл ющему входу схемы питани  отклон ющего магнита 11, соединенной с катушками электромагнита 12. Устройство работает следующим образом . Пучок электронов из электронной: пушки 2, отклон етс  полем, созданным между полюсами 3 отклон ющего магнита, и попадает на легируемый алмаз 4, который укреплен на изол торе 5. Под действием пучка эле-, ктронов на алмазе создаетс  отри , дательный зар д, величина которого регистрируетс  электроскопом 8, сиг нал, с которого усиливаетс  с помощь усилител  9. При достижении определенной величины зар да на алмазе (п лучении заданного ускор ющего потен Щ1ала радиоактивных ионов) срабатывает порогова  схема IО и вьщает сигнал на управл ющий вход схемы пи тани  отклон ющего магнита 11, кото ра  измен ет пол рность питающего напр жени  катушек электромагнита 1 В результате измен етс  направление магнитного пол , и электронный пучок отклон етс  в противоположную сторо ну, - попадает на радиоактивную мишень 6 и распыл ет ее. Образующиес  при этом ионы движутс  в электрическом поле, создаваемом объемным зар дом , накопленном на алмазе, ускор ютс  в этом поле и вбиваютс  в ту т ку на алмазе, где электронным пучко создан отрицательньй зар д. Ионы, вбиваемые в поверхность алмаза, компенсируют накопленный зар д, поэтому путем изменени  величины тока электронного пучка и времени накоплени  зар да можно регулировать дозу внедр емых радиоактивных ионов. Путем изменени  напр жени  на фокусирующей мишени 7 можно получить на образце малые сечени  пучка внедр емых ионов, что позвол ет наносить радиоактивные метки на алмазы с небольшими размерами (пор дка одногодвух миллиметров и менее). Это даёт возм9жность примен ть метод радиоактивных индикаторов дл  контрол  про- цессов извлечени  алмазов мелких классов , что не удаетс  достичь при других способах индикаторного контрол . При этом дл  исключени  вли ни  отклон ющего магнита на размеры ионного пучка необходимо, чтобы он проходил ускор ющий промежуток между распьш емой мишенью 6 и легируемым алмазом 4 вне магнитного пол . Оптимальным вариантом расположени  элементов устройства  вл етс  случай, когда распыл ема  мишень и образец вынос тс  за пределы пол  отклон ющего магнита и расположены на оси,, перпендикул рной к направлению оси электронной пушки. В этом случае, измен   напр женность магнитного пол  отклон ющего магнита, можно подобрать такую кривизну траектории электронного пучка, при которой в случае изменени  пол рности питающего напр жени  магнита электронный пучок будет попадать на распыл емую мишень и легируемый радио-активным изотопом алмаз. Дл  обеспечени  высокого пробивного напр жени  между алмазом 4 и распьш емой мишенью 6, снижение рас се ни  ионов и электронов вакуум в 1 до/исен не хуже чем камере ( мм рт.ст. Токи утечки изол тора, на котором укреплен алмаз, должны быть достаточно малыми, ЧТ00Ы потенциал, созданный электронным пзгчком на алмазе, сохран лс  во врем  переключени  магнита и распылени  радиоактивной мишени . Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами перед прототипом . малые загр знени  радиоактивным изотопом деталей установки, посколь11 The invention relates to the field of nuclear technology associated with the use of radiation, and is intended to obtain radioactive diamond indicators for the purpose of using them to control technological processes for the extraction of diamonds from ore at the beneficiation plants. There is a known method of creating radioactive diamond indicators, according to which a hole (for example, a laser beam) is drilled into the surface of a diamond in some way or another and contains a radioactive mark. However, when using such a method, mechanical damage of the diamond occurs, its surface physicochemical properties are disturbed. In addition, this method does not allow automation of the process of preparing radioactive diamond indicators. The closest technical solution to the same task is a device for creating radioactive a.diffy indicators, containing a source of radioactive ions, including an electron gun, an electron beam sputtered target from a radio active material, a focusing system, and a sample representing the diamond of which the indicator is made. The ion source may have different designs and its operation may be based on different principles. For example, sources of duaplasmatron or triplasmatron type can be used to produce radioactive ions, as well as i / a source with electronic heating of the working substance (i.e. the material from which ions are introduced into the sample, consisting of an electronic punt used to obtain a beam of accelerated electrons and a radioactive target sprayed by an electron beam. The known device has a number of disadvantages. The main one is the complexity and cumbersomeness of the device, since it includes high-voltage power supply, the corresponding high-voltage inputs to the accelerating chamber, the system of separating transformers and other elements associated with isolating high voltage power supply 7 of the installation and supplying the system with its case. In addition, in the case of using the known device for applying radioactive diamonds diamonds, most of which are insulators or low conductivity, it is necessary to use an additional device to remove the volume charge that occurs on an implantable diamond due to the accumulation charge from implanted ions. As a result of the accumulation of volume charge, a decelerating electric field arises, which reduces the energy of the implanted ions, leads to their scattering and, accordingly, to a decrease in the accuracy of deposition of radioactive labels and contamination by the radioactivity of installation components for implantation. Usually, various semiconductors, methods and devices are used to eliminate the effects associated with the effect on the process of implanting ions into insulators. For example, in a number of cases for these purposes a deposition of a thin metal film or grid onto a doped object is used, along which the charge created by ions flows onto the installation body. All these methods require additional equipment, which complicates the device for the implantation of radioactive ions. The purpose of the present invention is to reduce the radiation contamination of the installation, improve the accuracy of applying radioactive labels and simplify the installation. The goal is achieved by the fact that a device for creating radio-active diamond indicators containing a source of radioactive ions, including an electron gun, an electron beam sputtered target of radioactive material, a focusing system and a sample of the diamond from which it is made the indicator additionally contains a deflecting magnet with a switching voltage polarity system, located so that the direction of its magnetic field is perpendicular to the plane, in to The second one contains the center of the target, the electron gun axis and the point of deposition of the radioactive label on the diamond, while the sputtered target and the sample are taken outside the floor of the deflecting magnet and are located on an axis perpendicular to the electron gun axis, and an electroscope located on an insulator made of a material with low leakage currents, and connected through a signal amplifier and a threshold circuit to the polarity switching system of the supply voltage of the deflecting magnet. The drawing shows a device diagram. The device for creating radioactive diamond indicators in the vacuum chamber 1 contains an electron gun 2, poles 3 of a deflecting magnet, diamond 4, an isolator 5, a spray radioactive target 6, a focusing target 7, an electroscope 8 connected to the input of a signal amplifier 9 , the output is cleanly connected to the input of the threshold circuit 10, the output of which is connected “; It is connected to the control input of the power supply circuit of the deflecting magnet 11 connected to the coils of the electromagnet 12. The device operates as follows. The electron beam from the electron: gun 2, is deflected by a field created between the poles 3 of the deflecting magnet, and hits the doped diamond 4, which is mounted on the insulator 5. Under the action of the beam of electrons on the diamond, a negative charge is generated, the magnitude of which is recorded by the electroscope 8, the signal from which amplified with the help of amplifier 9. When a certain magnitude of charge on a diamond is reached (receiving a given accelerating potential of radioactive ions), the threshold circuit IO triggers and gives a signal to the control input emy pi Tani deflecting magnet 11, koto ra changes the polarity of the supply voltage of the electromagnet coil in one direction is changed by the magnetic field and the electron beam is deflected in the opposite Storo well, - strikes the radioactive target 6 and atomizes it. The resulting ions move in the electric field created by the volume charge accumulated on the diamond, accelerate in this field and drive in the diamond on the diamond, where the negative charge is created by the electron beam. The ions driven into the surface of the diamond compensate for the accumulated charge d, therefore, by varying the magnitude of the electron beam current and the accumulation time of the charge, the dose of the introduced radioactive ions can be controlled. By varying the voltage on the focusing target 7, small sections of the beam of implanted ions can be obtained on the sample, which makes it possible to apply radioactive labels on diamonds with small sizes (on the order of two millimeters or less). This makes it possible to use the method of radioactive indicators to control the processes of extraction of diamonds of small classes, which cannot be achieved with other methods of indicator control. At the same time, in order to eliminate the influence of the deflecting magnet on the dimensions of the ion beam, it is necessary that it pass the accelerating gap between the spreading target 6 and the alloyed diamond 4 outside the magnetic field. The optimal arrangement of the device elements is the case when the sputtered target and the sample are moved beyond the deflection magnet field and are located on an axis perpendicular to the direction of the axis of the electron gun. In this case, the change in the intensity of the magnetic field of the deflecting magnet, one can choose a curvature of the electron beam trajectory such that if the polarity of the magnet supply voltage is changed, the electron beam falls on the sputtered target and the doped diamond radioisotope. To ensure a high breakdown voltage between diamond 4 and target 6 to be dispersed, reducing the dispersion of ions and electrons by a vacuum of 1 to / is no worse than a chamber (mm Hg. Leakage currents of the insulator on which the diamond is hardened sufficiently small, the potential created by the electron beam on the diamond was maintained during the switching of the magnet and the sputtering of the radioactive target. The proposed device has the following advantages over the prototype: small contaminants of the installation with a radioactive isotope, since

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ АЛМАЗНЫХ ИНДИКАТОРОВ, содержащее источник радиоактивных ионов, включающий в себя электронную пушку, распыляемую электронным пучком мишень из радиоактивного материала, фокусирующую систему и образец, представляющий собой алмаз, из которого изготавливается индикатор, отличающееся тем, что, с целью снижения радиационного загрязнения установки, повышения точности нанесения радиоактивных меток и упрощения установки, устройство дополнительно содержит отклоняющий магнит с системой переключения полярности питающего напряжения, расположенный так, -что направление его магнитного поля перпендикулярно к плоскости, в которой расположены центр ' распыляемой мишени, ось электронной пушки и точка нанесения радиоактивной метки на алмазе, при этом распыляемая мишень и образец вынесены за пределы поля отклоняющего магнита а и расположены на оси, перпендикулярной к.оси электронной пушки, и электроскоп, расположенный на изоляторе, выполненном- из материала с мальки токами утечки, и соединенный через усилитель сигнала и пороговую схему с системой переключения полярности питающего напряжения отклоняющего магнита.DEVICE FOR CREATING RADIOACTIVE DIAMOND INDICATORS, containing a source of radioactive ions, including an electron gun, an electron beam sprayed by a target from a radioactive material, a focusing system and a sample, which is a diamond, of which an indicator is made, characterized in that, in order to reduce radiation pollution installation, improving the accuracy of applying radioactive labels and simplifying installation, the device further comprises a deflecting magnet with a field switching system of the supply voltage, located so that the direction of its magnetic field is perpendicular to the plane in which the center of the sputtered target, the axis of the electron gun and the point of deposition of the radioactive mark on the diamond are located, while the sputtered target and the sample are moved outside the field of the deflecting magnet a and located on an axis perpendicular to the axis of the electron gun, and an electroscope located on an insulator made of material with fry leakage currents, and connected through a signal amplifier and a threshold circuit to a system switching the polarity of the supply voltage of the deflecting magnet. SU „ 1039397SU „1039397
SU823379726A 1982-01-07 1982-01-07 Device for making radioactive diamond indicators SU1039397A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823379726A SU1039397A1 (en) 1982-01-07 1982-01-07 Device for making radioactive diamond indicators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823379726A SU1039397A1 (en) 1982-01-07 1982-01-07 Device for making radioactive diamond indicators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1039397A1 true SU1039397A1 (en) 1988-11-07

Family

ID=20991605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823379726A SU1039397A1 (en) 1982-01-07 1982-01-07 Device for making radioactive diamond indicators

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1039397A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0537976A2 (en) * 1991-10-14 1993-04-21 De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited Ultra-hard abrasive particles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Информационный обзор инс итута Цвётметпроект. Добыча и обогащение алмазосодержащих руд за рубежом. М., 1968, с. 25-26. . Патент FR № 213331, кл. 3 6-21Н5/00, опублик. 1972. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0537976A2 (en) * 1991-10-14 1993-04-21 De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited Ultra-hard abrasive particles
US5401283A (en) * 1991-10-14 1995-03-28 Dyer; Henry B. Ultra-hard abrasive particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4939360A (en) Particle beam irradiating apparatus having charge suppressing device which applies a bias voltage between a change suppressing particle beam source and the specimen
EP1082747B1 (en) Acceleration and analysis architecture for ion implanter
JP5212760B2 (en) Ion source for ion implanter and repeller therefor
US5365070A (en) Negative ion beam injection apparatus with magnetic shield and electron removal means
US4381453A (en) System and method for deflecting and focusing a broad ion beam
US5757018A (en) Zero deflection magnetically-suppressed Faraday for ion implanters
US4254340A (en) High current ion implanter
GB1516226A (en) Charged particle beam apparatus
CA2089099C (en) Broad beam flux density control
GB1279449A (en) Apparatus for ion implantation
US5587587A (en) Ion implanting apparatus and ion implanting method
SU1039397A1 (en) Device for making radioactive diamond indicators
JP2881881B2 (en) Electronic shower
US4881010A (en) Ion implantation method and apparatus
US5545257A (en) Magnetic filter apparatus and method for generating cold plasma in semicoductor processing
US4967078A (en) Rutherford backscattering surface analyzer with 180-degree deflecting and focusing permanent magnet
JP2713692B2 (en) Ion implantation equipment
EP0066175B1 (en) Ion implanter
JP2654004B2 (en) Ion implantation apparatus and method
JPH06267490A (en) Negative ion injecting device
SU1187623A1 (en) Ion source
JP2616423B2 (en) Ion implanter
Rathmell et al. Design considerations of MeV implanters
JPH03216945A (en) Ion implanter
Takagi et al. A high current sheet plasma ion source