ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы определения коэффициентов самодиффузии в твердых телах из "Радиохимия и химия ядерных процессов" Для определения коэффициентов самодиффузии в твердых телах тонкий слой радиоактивных атомов наносят на поверхность образца (торцовую поверхность цилиндра) путем электролитического осаждения, конденсации радиоактивных паров или высаживания слоя радиоактивного вещества из раствора. Ввиду малой толщины этого слоя поглощением излучения в нем можно пренебречь. [c.735] Формула (5-19) верна для случая диффузии в полупространстве , ограниченном бесконечной плоскостью. [c.735] Наиболее широко распространенными способами определения коэффициентов диффузии в твердых телах являются абсорбционный метод (метод поглощения) и метод секционирования. [c.735] Таким образом, активность излучения атомов, углубившихся вследствие диффузии на глубину х, уменьшается в результате поглощения в е - раз. [c.736] Графическое решение уравнения (7-19) представлено на рис. 2-19. Определив А из опыта, мы можем найти величину Z. [c.736] Как величина коэффициента поглощения (х, так и сама форма кривой поглощения зависят от вида детектирующего прибора, размеров источника и их взаимного расположения. При определении коэффициента (х необходимо использовать фильтры из того же (или из близкого по атомному номеру) вещества, что и среда диффузии, помещая их непосредственно на образец с нанесенным на его поверхность активным слоем. Во избежание добавочного рассеяния -частиц от краев фильтров, последние не должны выходить за пределы образца. [c.737] Определение коэффициентов диффузии с помощью а-активных веществ. Пробег а-частиц в веществе значительно меньше, чем пробег -частиц. Поэтому абсорбционный метод определения коэффициентов диффузии с помощью а-активных изотопов является более чувствительным однако сравнительно малое число элементов, изотопы которых испускают а-частицы, сильно ограничивает его возможности. [c.737] В этих формулах Ло — начальная а-активность поверхности, на которую был нанесен слой меченых атомов R — пробег в исследуемом веществе а-частиц, испускаемых применяемым изотопом. [c.738] Определение коэффициентов диффузии с помощью ядер отдачи. Этот метод имеет ограниченную область применения, так как требует наличия а-активного индикатора с удобным периодом полураспада, дочернее вещество кото-)ого было бы также радиоактивно и удобно для измерений. Лрактически пригодными для подобных определений оказываются некоторые изотопы свинца (например, ThB), висмута (Th ) и радия (Ra, ThX). [c.738] Этот предел может быть значительно снижен применением ядер отдачи, возникающих при электронном захвате и имеющих энергию отдачи всего лишь в несколько десятков электрон-вольт пробег таких ядер практически равен межатомному расстоянию. [c.738] Метод интерпретации результатов измерений в случае применения ядер отдачи аналогичен методу вычисления коэффициента диффузии по величине поглощения а-частиц. Поэтому можно использовать уравнения (12-19) и (13-19), если под R подразумевать длину пробега ядер отдачи в среде диффузии. [c.738] Пробег ядер отдачи в исследуемом веществе можно не определять, если предполагается найти лишь энергию активации процесса диффузии. С этой целью следует, по возможности, доводить диффузионный отжиг до одного и того же значения выхода атомов отдачи, варьируя соответствующим образом время отжига. При этом распределение материнских веществ в образце будет одним и тем же, а следовательно отношение коэффициентов диффузии, определенных при различной температуре, не будет зависеть от принятого в расчетах значения пробега ядер отдачи. [c.738] Экспериментальное определение величины пробега ядер отдачи в твердых телах выполнено для небольшого количества веществ и обычно дает лишь правильный порядок величины. [c.738] На рис. 3-19 приведены результаты классических опытов Г. Хевеши и В. Зейтца [5] по изучению самодиффузии ионов свинца в галогенидах этого элемента. [c.739] Метод секционирования. Более совершенным методом определения коэффициентов диффузии, по сравнению с абсорбционным, является метод секционирования. Метод этот заключается в том, что концентрация диффундирующих атомов на различных расстояниях от поверхности, на которую первоначально наносился индикатор, определяется по активности последовательно расположенных тонких слоев, которые могут быть сняты путем срезания, соструги-вания, растворения, со-шлифовывания и т. д. [c.739] Впервые метод секционирования был применен А. М. Загрубским, который изучал самодиффу-зию в золоте путем снятия слоев растворением [6]. [c.739] Способ растворения не требует применения особых механических устройств (микротомов, специальных токарных станочков), но должен применяться с большой осторожностью, так как при этом возможно образование раковин, избирательное растворение одного из компонентов и т. д. [c.739] Нейман и А. Я- Шиняев [7] при изучении диффузии железа в никель и железа в сплавах Ре—N1 и Ре—Мо использовали метод электролитической полировки. При этом анодным растворением снимались слои толщиной в несколько микронов. Избирательного растворения компонентов не наблюдалось. [c.739] Из этого уравнения следует, что зависимость lg С от должна выражаться прямой линией, наклон которой является функцией О. [c.740] Метод секционирования позволяет использовать все виды радиоактивного излучения, включая -излучение. Он оказывается более надежным и доступным, чем абсорбционный метод, если имеется подходящий способ снятия тонких слоев. [c.740] Вернуться к основной статье