FAST NEUTRONS IRRADIATION EFFECTS ON THE THERMAL AND STRUCTURAL PROPERTIES OF CR-39 NUCLEAR
TRACK DETECTOR *

EL-HAGG, A.A. and HAFEZ, F.M.

Physics Department, Faculty of Science, Al-Azhar University,
Girls Branch, Egypt.

Key words: Neutrons irradiation, Thermal properties, X-ray diffraction, SSNTDs.

تأثير التشعيع بالنيوترونات السريعة على الخواص الحرارية والتركيبية
للكاشف النووى CR-39 عديد الكربونات

عزة عبد الرءوف الحاج و فاتن مصطفى حافظ

خلاصـــة

تم فى هذا البحث دراسة تأثير النيوترونات السريعة على الخواص الحرارية والتركيبية للكاشف النووى CR-39. تم استخدام جهاز التحليل الوزنى الحرارى لحساب قيم الطاقات الحرارية اللازمة لكسر الروابط الموجودة فى العينة وقد تم تشعيع عينات من الكاشف النووى CR-39 بجرعات مختلفة من النيوترونات فى المدى 1- 10 سيفرت كما تم استخدام جهاز التحليل الحرارى التفاضلى لتعيين درجات الحرارة الانتقالية.

أظهرت النتائج أن تشعيع العينات فى المدى من 4- 10 سيفرت يقلل من درجة انصهار البوليمر مما يجعله مناسباً للاستخدام فى التطبيقات الصناعية التى تتطلب سهولة تشكيله عند درجات حرارة منخفضة. بالإضافة لذلك وبعد استخدام حيود الأشعة السينية لدراسة تغير مدى تبلور العينات بتأثير الجرعات المعطاة، أظهرت النتائج أن درجة التبلور تعتمد كثيراً على الجرعات الإشعاعية المستخدمة.

ABSTRACT

The effect of neutrons dose on the thermal and structural properties of CR-39 diglycol carbonate solid state nuclear track detector (SSNTD) was investigated. Non-isothermal studies were carried out using thermogravimetric analysis (TGA) to obtain the thermal activation energy of decomposition for CR-39 detector. Thermogravimetric analysis indicated that the CR-39 samples were decomposed in two main breakdown stages. Samples from 500 µm thickness sheets were exposed to neutrons in the dose range 1-10 Sv. The variation of transition temperatures with the neutrons dose has been determined using differential thermal analysis (DTA). The results indicated that the irradiation with neutrons in the dose range
4-10 Sv decreased the melting temperature of the CR-39 samples and this is most suitable for applications requiring the moulding of this polymer at lower temperatures.

In addition, structural property studies using X-ray diffraction measurements were performed on non-irradiated and irradiated CR-39 samples. The results indicated that the absorbance and the degree of ordering of the CR-39 polymer were dependent on the neutrons dose.