JPS6350780A - 中性子線量測定のためのα崩壊する親物質源に依存して選択的に低質量の核分裂可能なデポジットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１］ｌｉ 本発明は、核分裂可能なデポジットを製造する方法及び
装置に係わり、特に、反跳イオン注入による原子炉中性
子線置針のための超低質量の核分裂可能なデポジットを
基体上に製造する方法及びそれに関連の装置に関する。

超低質量の核分裂可能なデポジットは、高強度の中性早
場における固体飛跡記録体による核分裂レート（率）の
測定のための核分裂源として有用であることが判明して
いる。このような核分裂レート測定は、中性子線量の情
報を導出するのに用いられる。

薄い核分裂可能なデポジットに隣接して配置された固体
飛跡記録体は、デポジットにおける核分裂から生ずる反
跳核分裂破片の飛跡を記録する。

核分裂可能なデポジットが充分に薄い場合には、自己吸
収効果は無視することができる。固体飛跡記録体の化学
的エツチング後に光学的ｍ微鏡を用いて観察されるこの
ような飛跡の数は、核分裂可能なデポジット内に生起し
た核分裂数に比例する。

従って固体飛跡記録体における平方センナ毎の核分裂破
片の飛跡の数、即ち飛跡密度を用いて、核分裂可能なデ
ポジットにおける単位面積当たりの核分裂レートを計算
することができる。

原子炉の炉心の線ｉ測定或いは炉心要素の線Ｉ測定のよ
うな典型的な高中性子フルエンスの用途においては、過
度の飛跡オーバーラツプ（重なり）を伴うことなく使用
することができる最大飛跡密度、通常は約１０′飛跡／
　ｅ　１１２に起因する制限が固体飛跡記録体の使用に
は課せられることが判明している。このような過度に高
い飛跡密度を回避するために、低質量の核分裂可能なデ
ポジットを用いて、所与の中性子フルエンスで生起する
核分裂数を減少することができる。

例えば軽水形原子炉圧力容器の監視のための線量測定に
おいて、１．５　×１０−”ダラム程の小さい質量の２
３５Ｕのデポジットが、使用可能な固体飛跡記録体の飛
跡密度を発生するのに要求される。同様に、軽水形原子
炉圧力容器の監視における線量測定には、２２１Ｎ、、
　２３１１Ｊ及び１３１ｐｕのような他の少量の同位体
が要求される。

このような低質量のデポジットの製造と関連する技術上
の問題は、超低質量の核分裂可能なデポジットの質量を
それぞれ特異的に実現する放射性同位体のスパイキング
／電気めっき法を用いることにより克服できることが判
明した１例えば、超低質量のデポジットは、例えば２５
％Ｕに対しては同位体スパイクとして！！？１Ｊ（７日
間の半減期）を用い、２３７Ｎ、のスパイクとして２３
１）１．（２，４日の半減期）を用い、２コＩｐｕのた
めのスパイクとして”＠Ｐｕ　＜２．８５年の半減期）
を使用する電気めっき法により製造することができる。

各核分裂可能なデポジットの主同位体の放射能が原因で
、本発明に従って用いることができるような低い質量で
主同位体が存在する場合には該主同位体の検出が不可能
になると言う事実を克服するために、化学的トレーサと
しては短い半減期の同位体スパイクが使用されている。

しかしながらまた、核分裂可能なデポジットに添加する
ことができる同位体スパイクの量は、同位体スパイクの
原子核の性質により制限されることが判明している１例
えば　２コ？ｌｌは崩壊して、それ自体核分裂性である
２３ｆｆＮｐになる。スパイクの崩壊で場合により生成
される同位体の量は、（添加されるスパイクの量を制限
することにより）デポジット内の関心のある同位体の崩
壊レートに比べてスパイクが崩壊して生成される同位体
の核分裂レートを小さく保持するのに充分な程に小さく
しなければならない、また、添加される２３７Ｕが２″
Ｕに対し有効な放射化学的トレーサとなるようにするた
めには、一連の化学的処理段階酸るいは化学的平衡化処
理を実施しなければならない　２３１ｊｌに２３７Ｕを
添加した後に、この混合物を交互に化学的に酸化及び還
元して、２５？ｕ及びｚｓｓＢを酸化状態にある同じ混
合物に変化させなければならない、このような化学的処
理は、典型的に、１日乃至２日の日時を特徴とする 特に、２２１ｐ、のデポジットに間して述べると、２°
Ｐｕ同位体スパイク自体が核分裂性であり、従って制限
された量で使用しなければならない、加えるに、！３＠
ｐＩＪでスパイキングしたｚｘｔｌＩのデポジットの場
合には、幾つかの実験上の問題が生ずる。

例えば、典型的な運転サイクル中、稼働中の工業用発電
原子炉の環状間隙内の中心平面位置で固体飛跡記録計で
２２！ｐｕ核分裂レートを測定する場合には、最適な核
分裂飛跡数を得るためには、１０−　’　２グラム台の
質量を有する１３！ｐｕの核分裂可能なデポジットが要
求される。即ち、先に説明した限界に起因し、このよう
なｉｏ−’　３グラムの２３９ｐｕデポジツトに対して
は、許容最大２３＠Ｐｕ／２３ＳＰ、スパイク比率で毎
分僅か約０．３壊変（０，３ｄｐｓ）の計数レートしか
生じない。

質量校正の目的から、このデポジットの崩壊レートを２
％以上となるように良好に特性化したい場合には、約１
２日の計数時間が要求されるであろう、実際には、高質
Ｊｉ（例えば、６Ｘ１０−１’ダラム）が用いられてそ
れにより高い計数レートもしくは計数率（例えばｌｄｐ
ｍ）及び短い計数時間（例えば、２日間）となるように
している。しかしながら、その場合に得られる飛跡密度
は高くなり、計数が更に困難になる。また試料計数率が
低いために、約０．１ｄｐｍ程度の非常に低いバックグ
ラウンド計数率を有する計数器を使用しなければならな
い、しかしながら、同位体スパイクの崩壊性により低い
バックグラウンドの維持は困難になる０例えば、２３＠
Ｐｕは次のように崩壊する。

このように、２３Ｇｐｕの崩壊から多くの欣射性崩喰生
成物が累積し、これら崩壊生成物は、清浄により計数器
から周期的に除去して低い計数器バ・ンクグラウンドを
維持しなければならない。

上の説明から明らかなように、原子炉線量測定のための
超低質量の核分裂可能なデボジ・ソトを製造する単純で
信頼性の高い方法が必要とされている。

免朋！■Ｌ１ 従って、本発明の１つの目的は、同位体スパイキング手
法の必要性を回避することができる反跳イオン注入によ
り原子炉中性子線量計のための超低質量の核分裂可能な
デポジットを製造するための方法及び装置を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、電気めっき法並びにそれに関連の
高純度という化学的要件に対する必要性を回避すること
が可能な反跳イオン注入による原子炉中性子線量測定の
ための超低質量の核分裂可能なデポジットを製造するた
めの方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、電気めっき法では従来得られなか
った極めて均質なデポジットを製造することができる反
跳イオン注入による原子炉中性子線量測定のための超低
質量の核分裂可能なデポジットを製造するための方法及
び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、装置だけの校正しか必要とされな
い反跳イオン注入による原子炉中性子線量測定のための
超低質量の核分裂可能なデポジットを製造するための方
法及び装置を提供することにある。

本発明の更に他・の目的は、イオン注入に対し種々な基
材を使用することが可能な反跳イオン注入による原子炉
中性子線量測定のための超低質量の核分裂デポジットを
製造する方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、生成される核分裂可能なデポジッ
トの質量を正確に制御することができる反跳イオン注入
による原子炉中性子線量測定のための超低質量の核分裂
可能なデポジットを製造するための方法及び装置を提供
することにある。

本発明の他の目的は、核分裂可能なデポジットに得られ
る物質が同位体として純粋である反跳イオン注入による
原子炉中性子線量測定のための超低質量の核分裂可能な
デポジットを製造することための方法及び装置を提供す
ることにある。

本発明の更に他の目的は、固体の飛跡記録体上に極めて
低い質量の核分裂可能なデポジットを生成することがで
きる反跳イオン注入による原子炉中性子線量計のための
超低質量の核分裂可能なデポジットを製造するための方
法及び装置を提供することにある。

本発明の上に述べた目的並びに他の目的を達成するため
に、本発明によれば、関心のある娘同位体の放射性親物
質であるアルファ放射源を用いて、基村内に、アルファ
崩壊から生ずる娘同位体の反跳イオンを注入するアルフ
ァ反跳イオン注入方法及び関連の装置が提案される０例
えば薄い層の形態にある２４１Ａ−源を、アルファ放射
源並びに固体飛跡記録体をそれぞれ受容している対向し
て設けられた円板を回転するためのアッセンブリが収容
された真空室内に、固体飛跡記録体のような基材に対し
隣接して配置することができる　２４１Ａｌｌの各アル
ファ崩壊で、固体飛跡記録体に注入するのに充分な反跳
エネルギを有する２３１Ｎｐイオンが得られる。この方
法及び装置を用いて、２３１ｐｕ、２コ５１Ｊ及びｘｓ
ｓＵの核分裂可能なデポジットをも製造することができ
る。このようにして、高い中性子インフルエンス線量測
定に対して好適な質量を有する核分裂可能なデポジット
が得られる。

以下、本発明の一実施例を示す添付図面を参照して本発
明の原理に関し詳細に説明する。

−実　　の至−な」［朋− 本発明の好速な実施例について説明する。

２３５Ｕを生成するための方法及びそれと関連して用い
られる装置について最初に説明する。′３５υは、次式
（１）に従い２３１ｐｕの崩壊により発生される。

２３１ｐ、によって放出されるアルファ（α）粒子は、
５．１８ＭｅＶのエネルギーを有する。運動量の保存則
から、 （αエネルギー）（α質ｌ＝（反跳エネルギー）（反跳
質Ｊｌ）　　　＜２）式（２）を用いて 反跳エネルギー＝　（４／２３５Ｎ５．１６　ＭｅＶ）
　　＜３）＝　８．７８　×１０　　ＨｅＶ　　　（４
）＝＝　８７．８　　ｋｅＶ　　　　　　　　　　　　
　（５）このように、各２３１ｐ、の崩壊で、　８７．
８ｋｅ■の反跳２コＳＩＪを伴い５．１８ＭｅＶのアル
ファ粒子が発生する。

２ｆｆ惨ｐ、の薄いデポジットを真空中に置いた場合に
は、２°Ｐｕの約５０％の崩壊で、真空中に２５ＳＪＪ
イオンが反跳される。適当な基材（基板）を、真空中内
で２３ｇＰｕ源に隣接して配置した場合には、反跳２１
５Ｕイオンは、基材の表面に注入（打込み）され、その
結果、超低質量の２′Ｓｊｌのデポジットが形成される
。

ベータまたはガンマ放射は、それぞれの娘元素を基村内
に注入するのに充分な運動量を有していないので、本発
明はアルファ反跳イオン注入に最も良く適している。

エル・シー・ノースクリラフ（Ｌ−Ｃ−Ｎｏｒｔｈｃｌ
　１ｆｆｅ）及びアール・エフ・シリング（Ｒ−Ｆ−Ｓ
ｃｈｉｌｌｉｎｇ）の「ニュークリア・データ・テーブ
ルズ（ＮｕｃｌｅａｒＤａｔａ　Ｔａｂｌｅｓ）」、八
７、頁２３３−４９３（１９７０）の［レインジ・エン
ド・ヅトッピング・パワー・テーブルズ・フォア・ヘビ
イ・イオンズ（Ｒａｎｇｅ　ａｎｄ　Ｓｔｏｐｐｉｎｇ
Ｐｏｗｅｒ　Ｔａｂｌｅｓ　ｒｏｔ　Ｈｅａｖｙｒｏｎ
ｓ）」に掲載されている周知の飛程（到達距離）−エネ
ルギー表の外挿を用いて、８７．８ｋｅＶ２コｓＵイオ
ンの反跳範囲は約１０μｇ／ｃ１１２であると推定され
る。従って、１０μｇ７ｃｍ２の２３９ｐｕＪｉｉ７が
その反跳粒子の約５０％を捕捉し、従って２１！ｐｕＮ
の実効最大厚さは約５μｇ／ｃｔａ２とすることができ
る。このように、２２ＳＵ反跳範囲よりも大きい厚さを
有する１０ｃ−直径の２１９ｐ、層の場合には、ｔｓｓ
ｐｕＮから逃げる２１５Ｕ反跳粒子の数は、＝　９．１
７　Ｘ　１０　　イオン／’ｅ　　　　　（６）＝　７
．９２　×１０　　イオン７日　　　　　（７）となる
、この２ｆｆ５ｐｕ源から５ｃｍの距離にある基材に対
しては、大まかに、２．５　Ｘ　１０”個の２３ＳＩＪ
イオン／Ｃ１１２ノ日の注入が行われる。

原子炉空洞中間平面内固体飛跡記録体中性子線量計に対
する２３５Ｕの質量要件は、例えば、１．５　ＸＩＱ”
ダラムである。典型例において、このデポジットは、０
．６３５ｃｍ（１／４インチ）の直径の傾城に亙る広が
りを有する。その結果得られるデポジットの原子密度は
、２ｊＳｌｌの１．２１　×１０’原子／ａｍ”である
、この厚さのデポジットを生成するのに要求される時間
は、 固体飛跡記録体中性子線量計は典型的に、１．１ｃｍの
総合直径を有している。従って、約２５乃至５０個の固
体飛跡記録体を、１０ｃｍ＋直径の２ｊＳｐｕ源に隣接
して同時に想射することができよう、以下に説明する参
照数字１で総括的に第１図に示したような装置が用いら
れる。

この装置１は、真空室１２内に包入されているアッセン
ブリ１０を有する。該アッセンブリ１０は、ディスク〈
円板）１６に対向するディスク１４を有しており、これ
ら２つのディスク間の間隔は約５ｃｍである。

ディスク１４及びディスク１６はそれぞれ約１０ｃｍの
直径を有する。ディスク１４の材料としては、高純度の
ニラゲルを使用するのが好ましい。後述する放射性親物
質とディスク１４の物質との間に良好な接着特性が存在
する限り、ステンレス鋼のような他の高純度の金属を代
わりに用いることができる。

ディスク１４の下部表面は、放射性親物質源である１ｏ
力ｇ／。２の２コ＠ｐ、層１９でめっきされている。デ
ィスク１６は５層１９に対面するように少なくとも１つ
の基材１５を備えている。この基材】５は、例えば、複
数個のマイカ、石英或いはジルコン固体飛跡記録ウェー
ハ１７を有しており、各ウェーハは、反跳イオン注入に
より沈着（デポジットされる）核分裂可能な娘物質２１
のを受けるためのものであって約１．１ｃｍの直径を有
している。例えば、モータ１８により、各ディスク１４
及び１６の中心を通る軸線２２を中心にディスク１４を
回転して、デポジットの均質性を確保する。各ウェーハ
１７もまた、ディスク１６に対しそれぞれの軸線を中心
に回転される。この結果、各ウェーハ１７には均質なデ
ポジットが得られ、装置に対する校正機能が実現される
。即ち、各ウェーハ」二の各均質なデポジットの量は、
ディスク１４の回転軸線からの各ウェーハの半径方向の
位置に依存して決定することできる。この回転は、例え
ば、駆動手段２０によりモータに動作可能に接続されて
いる一層の歯車を各個々のウェーハ１７において使用す
ることにより達成することができる。

ディスク１６もまた駆動手段２０により回転することが
できる。一般に、少なくとも２つの独立した回転を行う
べきであり、親物質薄層１９と各ウェーハ１７の独立し
た回転を行うようにするのが有利である。

複数個のウェーハ１７は、通常グローブ・ボックス内に
設けられている真空室１２内に迅速に挿入する前に、清
浄（層流）領域に装入するのが好ましい。

グローブ・ボックスは、該ボックス内の親物質源から放
出される放射能を環境から隔離するために通常用いられ
る容器である。

実施においては、この新規な方法は従来の方法よりも単
純で且つより経済的である。加えるに、本発明に従い形
成される核分裂可能なデポジットの中には極めて大きい
耐久性を有し、基材を清浄するための洗浄に耐えること
ができるデポジットがある。

約２５個のデポジットを５日で造ることができ、そして
アッセンブリ１０を校正することにより、デポジットに
対する校正要件は軽減される。即ち、時開の関数として
何個のイオンが特定のウェーハ１７に当たるかを測定す
るために一連の試行実験を行うことができる。その場合
、例えば、後述するように、崩壊してプルトニウムとな
る反跳２３１１ｐを生成するのに２４３Ａ繭源を用いる
場合には、アッセンブリ１０を、綿密に制御された条件
下で作動する。

次いで、ウェーハ１７上にどれ程多くの２３１Ｎｐが存
在するかを放射測定手法で求める。このようにして得ら
れた校正量を用いて、爾後の再校止杆うことなく、他の
ウェーハ１７を生成することができる。

即ち、成る反跳粒子厚さが１０分以内でウェーハ１７上
に形成された場合には、それに対応し、照射を２０分間
行うとすると、２倍の反跳粒子厚さが得られることが期
待されるからである。

更に、ここに記載する均質な２′５Ｕ、２）７Ｎｐ、２
１ｇ１Ｊ及び２３９ｐｕデポジツトの生成は、飛跡の計
数を非常に単純化する。現在においては、不均質なデポ
ジットの全表面に互り定量的な飛跡計数が要求されてい
る。これに対し、本発明のこの新規な方法によれば、均
質な飛跡密度の試料採取しか必要とされない。

次に、２３７Ｎｐの生成に関する別の実施例について説
明する。

２３？Ｎｐは次のようにして２１１／ＩＩ＊の崩壊によ
り生成される。

２＋１八糟により放出されるアルファ粒子は、５．４９
ＨｅＶのエネルギーを有している。式（２）を用いて、
反跳エネルギー＝　（４／２３７）（５，４９Ｍｅ’／
）　　（１０＞＝　９．２７　ｘ　１．ＯＭｅＶ　　　
（１１）＝　９２．７　ｋｅＶ　　　　　　（１２）こ
のように、各２４１八請の崩壊で、９２．７ｋｅＶの２
３フＮｐの反跳を伴う５．４９ＨｅＶのアルファ粒子が
生ずる。

上述の実施例に従って決定されるような２４１＾糟の薄
いデポジットを真空中に置いた場合には、相応量の崩壊
で、真空中に２３Ｊｐの反跳が生ずる。基材？上述のよ
うに、”’Ａｍｉに隣接して真空中に置いた場合には、
反跳２ｆｆ？ｌｐイオンが基材の表面に注入く打込み）
されて、２３７Ｎｐの超低質量のデポジットが形成され
る。

再び、ノースクリラフ及びシリングの飛程−エネルギー
表の外挿を用いて、９２．７ｋｅＶの２３７Ｎｐイオン
の反跳範囲は約１ＣＩＡＬｇ／ｅ＋ｉ”であると推定さ
れる。従って、１０μＨ／ｃ＋ｓ”の２″’Ａｍ層が反
跳粒子の約５０％を捕捉することになり、その結果とし
てス鴫１＾−層の実効最大厚さは約５μ！＋　／　ｃ　
ｍ　２となり得る。

２３？Ｎｐ反跳粒子飛程より大きい厚さを有する１０ｃ
ｍ直径の２４１ＡＩＩ１層の場合には、該２４１Ａｌ１
層から逃げる反跳２３１Ｎｐの数は、次のように計算で
求めることができる。

＝　４．７１　Ｘ　１０　　イオンハ少　　　　　（１
３）＝４．０７・１０１２付ン／日　　　　　（１４）
この２４１ＡＷＡ源から５ｃｍの離間距離にある基材に
対しては、毎日毎平方センナメートル当たり約１．３×
１０１０個の２３７Ｈｐイオンが注入されることになろ
う。

原子炉空洞中間平面固体飛跡記録体中性子線量計に対す
る２ｊＪ、の質量要件は６．３　Ｘ　１０−１１グラム
である。この！ｆｆ？）ｉｐデポジットは、典型的に、
０．６３５ｃｒａ（１７４インチ）の直径の面積の広が
りを有する。このデポジットに結果的に生ずる原子密度
は、５．０５　×１０１１原子／ａｍ”の２３７１ｐで
ある。この厚さを有するデポジットを生成するのに要求
される時間は、 上述のように、固体飛跡記録体中性子線旦計は典型的に
１，１ｃ−の総合直径を有している。約２５乃至５０個
の固体飛跡記録体を、１０ｃｌＩ直径を有する２４１＾
鹸源に隣接して同時に照射することができる。

この場合第１図に示し既に説明したような装置が用いら
れる。

次に、′３１Ｕの生成に関する別の実施例について説明
する。

２）ＩＩＪは次のようにして２１２ｐｕの崩壊により生
成される。

１４２ｐｕより放出されるアルファ粒子は、４．９０Ｍ
ｅＶのエネルギーを有している０式（２）を用いて、反
跳エネルギー＝　（４／２４２）（４，９０Ｍｅｎ）　
　　（１７）＝　８．１０　ｘ　１０　　ＭｅＶ　　　
　（１８）＝　８１．Ｑ　ｋｅＶ　　　　　　　　（１
９）このように、各２４２ｐｕの崩壊で、８１．０ｋｅ
Ｖの２３１１Ｊの反跳を伴う４゜９０ＭｅＶのアルファ
粒子が生ずる。

２４２ｐｕの薄いデポジットを真空中に置いた場合には
、約５０１の崩壊で、真空中に２３−Ｕの反跳が生ずる
。基材を上述のように、２４２ｐｕ源に隣接して真空中
に置いた場合には、反跳２°υイオンが基材の表面に注
入（打込み）されて、２３・Ｕの超低質量のデポジット
が形成される。

再び先に引用したノースクリラフ及びシリングの飛程−
エネルギー表の外挿を用いて、８１．０ｋｅＶの２３Ｉ
υイオンの反跳範囲は約１０μｇ／ｃｗ１２であると推
定される。従って、１０μｇ／ｃ１１２の２４２ｐｕ層
が反跳粒子の約５０１を捕捉することになり、その結果
として２４２　Ｐ　ｕ層の実効最大厚さは約５μｇ／ａ
ｓ２となり得る。′３ｓυ反跳粒子飛程より大きい厚さ
を有する１０ｃｍ直径の２４２ｐｕ層の場合には、該２
４２ｐ、１ｉから逃げる２■υ反跳粒子の数は、 ＝　５．７０　Ｘ　１０　　イオンハ少　　　　　（２
０）＝　４．９３　％　１０９イオツ／日　　　　　（
２１）この２４２ｐ、源から５ｃｍの離間距離にある基
材に対しては、大まかに、毎日毎平方センナメートル当
たり１．８　Ｘ　１０’個の２３１１３イオンが注入さ
れることになろう。

原子炉空洞中間平面固体飛跡記録体中性子線量計に対す
るｚ’ｓａＵの質量要件は７．０　Ｘ　１０−”ダラム
である。このデポジットは、典型的に、１７４インチ（
０，６３５ｃｍ）の直径の面積の広がりを有する。この
デポジットに結果的に生ずる原子密度は、２３５υの５
．５９　Ｘ　１０”原子／ａｍ”である、この厚さを有
するデポジットを生成するのに要求される時間は、この
ような時間要件は、原子炉空洞線量計の製造に対し実用
的な時間要件よりも大きいが、線束が、原子炉空洞内に
おけるよりら１０コ乃至１０′大きい高い粒子フルエン
ス用途の線量計の製造は明らかに容易になる。

上述のように、固体飛跡記録体中性子線量計は典型的に
１．１ｃｍの総合直径を有している。約２５乃至５０個
の固体飛跡記録体を、１０ｃｉｅ直径を有する！４２ｐ
ｕ源に隣接して同時に照射することができる。

この場合第１図に示し既に説明したような装置が用いる
ことがでる。

次に、２３″Ｐｕの生成に関する更に他の実施例につい
て説明する。

！３１ｐ、は次のようにして２４１ＡＩ１１の崩壊によ
り生成される。

２４３八箇により放出されるアルファ粒子は、５．２８
８ｅＶのエネルギーを有している。再び式（２）を用い
て、反跳エネルギー＝　（４／２３９）（５，２８Ｍｅ
Ｖ）　　（２４）＝　８．８４　Ｘ　１．０　　ＭｅＶ
　　　（２５）＝　８８．４　ｋｅＶ　　　　　　　（
２６）このように、各２４３八鵬の崩壊で、８８．４ｋ
ｅＶの２＋ｌＪｐの反跳を伴う５．２８ＭｅＶのアルフ
ァ粒子が生ずる。

２４３＾端の薄いデポジットを真空中に置いた場合には
、対応量の崩壊で、真空中にｚ′ｓＨ，の反跳が生ずる
。基材を上述のように２４″八ｍ源に隣接して真空中に
置いた場合には、反跳２′９１４ｐイオ−ンが基材の表
面に注入（打込み）される、これらｚｓｓＨｐ原子は数
週間の期間で総て崩壊して２３ｓｐｕとなり、超低質量
の２３９ｐｕのデポジットが形成される。

再び先に引用したノースクリラフ及びシリング飛程−エ
ネルギー表の外挿を用いて、８８．４ｋｅＶの２　ｆｆ
　ＩＩｐイオンの反跳範囲は約１０μｇ７ｃｍ２である
と推定される。従って、１０μｇ／ｃｌ１１２の２４３
ｉ層が反跳粒子の約５０％を捕捉することになり、その
結果として２１ｆｆ八ｍ層の実効最大厚さは約５μｇ／
ｃａａ”となり得る　ｔｓｓＨｐ反跳粒子飛程より大き
い厚さを有するｉｏａｍ直径の２４ｕＩＩ層の場合には
、該２４１＾端層から逃げる反跳２３ＩＮ、の数は、 ＝　２．９０　Ｘ　１０６イオン／秒　　　　　　（２
７）この２４コ＾ｍ源から５ｃ＋＊の離間距離にある基
材に対しては、大まかに、毎日毎平方セン千メートル当
たり９．２　Ｘ　１０’個の２３！Ｎｐイオンが注入さ
れることになろう。

例えば、原子炉空洞中間平面固体飛跡記録体中性子線量
計の２２Ｓｐｕに対する質量要件は８．９　Ｘ　１０−
”ダラムであると仮定する。このデポジットは、典型的
に、０．６３５ｃｍ（１／４インチ）の直径の面積の広
がりを有する。このデポジットに結果的に生ずる原子密
度は、２３９ｐｕの７．０８　Ｘ　１０”原子／ｅｗ”
である、この厚さを有するデポジットを生成するのに要
求される時間は、 ＝２１．３時　　　　　（２９） 既に述べたように、固体飛跡記録体中性子線量計は典型
的に、１．１ｃｍの総合直径を有している。

従って、約２５乃至５０個の固体飛跡記録体を、１０Ｃ
Ｉ１１直径の２４３ＡＩｌ源に隣接して同時に照射する
ことができよう、この目的で第１図に示すような装置な
使用することができよう。

デポジット形成後、例えば８．９　Ｘ　１０−”ダラム
のｚｔ＊Ｈｐからなるデポジットは、４．５９　Ｘ　１
０’ｄｐｍのベータまたはガンマ放射能を有しており、
２３！ｐｕへの崩壊で容易に質量校正が可能となる。

更に、この方法は、高い中性子フルエンスの測定に固体
飛跡記録体中性子線量計を適用することの展望を実現可
能にする。尤も現在のところ、直接的関心のある用途は
、稼働中の工業用原子炉の圧力容器監視カプセル内での
固体飛跡記録体中性子線量計としての使用であろう。こ
の分野における固体飛跡記録体中性子線量計を使用する
という従前の試みは、核分裂可能なデポジットを生成す
るのに用いられる電気めっき法における固有の質量限界
、線量計の寸法に関する限界並びにデポジットの均一性
という要件から必然的に生ずる高い飛跡密度という極め
て由々しい問題から、成功してはいなかっな、しかしな
がら、例えば、′■υ、７Ｎｐ、　ｔ３ｍｇおよび２３
１ｐｕ分裂可能デポジットを製造するここに開示した本
発明によればこのような問題を克服することができると
確信する。

以上の説明から明らかなように、本発明には、従前の方
法を凌駕する次のような利点を有する。

（１）同位体スパイキング方法は必要とされない。

＜２　）１気めっき方法並びにそれに関連する高純度と
いう化学的要件が必要とされない。

（３）従来の電気めっき法では達成されていない程高い
均質性を有するデポジットを製造することができる。

（４）装置だけの校正が必要とされるのみで、校正後は
、所与の基材位置におけるデポジット質ｌは被曝時間に
比例する。

（５）種々の基体を使用することができる。

（６）２３５［１，２コフＮｐ、２コロＵ及び２１１ｐ
、デポジットの質量を正確に制御することができる。

（７）２”ＩＩ、２３テＮｐ、２３８Ｕ及び２３１ｐｕ
デポジツトに得られる物質は同位体として純粋である。

（８）極めて低い質量が可能となる。

くっ）イオン注入により形成されるデポジットには耐久
性がある。

（１０）本発明は従来の方法と比較して単純で然も経済
的である。

（１１）本発明は飛跡の計数を極めて単純容易化する。

以上の説明は本発明の原理の単なる例示に関するものと
見做されるべきであり、当該技術分野の専門家には数多
の変更及び交換が容易に想到し得るであろうから、本発
明を、ここに開示した構造及び動作そのものに限定しよ
うとする意図はないことを明記しておく、従って、本発
明の範囲から逸脱することなく、適当なあらゆる変更及
び均等物が可能であろう。

【図面の簡単な説明】 第１図は、反跳イオン注入により超低質量の核分裂可能
なデポジットを製造するための本発明による装置の概略
図である。 １０・・・アッセンブリ １２・・・真空室 １４．１８・・・ディスク １８．２ｏ・・・駆動装置 １７・・・デポジットが形成されるウェーハ１９・・・
親物質層 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中性子線量計のための選択的に低質量の核分裂可能
   なデポジットを製造するための方法において、（Ａ）基
   材及び崩壊するアルファ放射親物質源を対向関係で離間
   して配設し、 （Ｂ）前記親物質源が崩壊して対応する質量の核分裂可
   能な娘物質が前記基材上に形成されるまでの期間に亙り
   前記対向関係を維持する段階を含む中性子線量計のため
   の選択的に低質量の核分裂可能なデポジットを製造する
   方法。