CR-39應用于中子探測的化學蝕刻條件優化研究

李 洋 夏曉彬 曹 振 王光宏 徐秀清 趙宇航

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CR-39應用于中子探測的化學蝕刻條件優化研究

李 洋1,2夏曉彬1曹 振1王光宏1徐秀清1,2趙宇航1

1（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區 上海 201800）2（中國科學院大學 北京 100049）

CR-39化學蝕刻的主要影響因素有蝕刻溫度、蝕刻液種類和濃度以及蝕刻時間等。本研究選用英國Track Analysis Systems公司的CR-39，采用正交法對蝕刻溫度、蝕刻液濃度、蝕刻時間進行試驗研究，并與公司推薦化學蝕刻條件下的徑跡圖像、徑跡密度進行對比，得出的優化蝕刻條件是：蝕刻溫度為85 °C、NaOH蝕刻液濃度為7 mol?L?1，蝕刻時間為90 min。實驗同時發現蝕刻溫度是這三個因素中對化學蝕刻后凈徑跡密度影響最大的因素，而蝕刻時間的影響最小。該研究為CR-39應用于中子探測提供了更好的蝕刻條件，節省了實驗時間。

CR-39，固體核徑跡探測器，中子探測，化學蝕刻，正交法

自1958年Young[1]發現帶電粒子照射某些固體，能夠在上面留下痕跡之后，固體核徑跡探測器逐漸發展成為一種重要的粒子探測器，被廣泛地應用在粒子探測、核物理、環境科學等方面[2?3]。CR-39是固體核徑跡探測器中應用非常廣泛的一種。當探測快中子時，中子與CR-39發生(n,p)等反應，生成反沖核。反沖核與CR-39中物質發生相互作用，使得CR-39中的化學鍵斷裂，繼而引起一系列的輻射損傷效應，形成潛徑跡。潛徑跡尺寸通常在納米量級， 在中子劑量監測中通常使用化學蝕刻等方法將潛徑跡擴大到微米量級，以便使用光學顯微鏡觀測。

影響CR-39化學蝕刻的主要因素有蝕刻溫度、蝕刻液種類和濃度、蝕刻時間等。……