OSSERVAZIONI SULL'ANISOTROPIA NELLA REGISTRAZIONE DI FISSIONI DI URANIO IN MUSCOVITE

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1 Sc. It14n di Mineragia " PetTOg1I _ RENDICONTI, VI. XXXIt ( ), 1976 : pp. H9-IZ1 GIULIO BIGAZZI, ELIANA MARIA CIOCCHETII, JULUS CESAR fdler., CESARE MANSUETO GrLO U'ITES, DINAH AUGUSTA BARRETO SERRA OSSERVAZIONI SULL'ANISOTROPIA NELLA REGISTRAZIONE DI FISSIONI DI URANIO IN MUSCOVITE RIASSUNTO. - La distribine angare dde tracce di fissine riveate ndia mscvite nn nifrme. t stata sservata anistrpia nea n:gistraine sia dei frammenti dea fissine spntanea de'-u che di qei dea fissine indtta de' U. I massimi e i m.ininri dea distribine aimuae sn egati a direini caratteristiche de crista. In qesta disibine presente na strttra nne che indica direini priviegiate seettive. Si fa na prima vataine qantitativa de'infena de'anistrpia s'efficiena di registraine dea msvite e s cac de'età de minerae. ABSTRACT. - The mgar distribtin f nssin tracks in mscvite has been fnd IO be nn-nifrm. AniSOrpy f recrding has been bserved bth fr the spntanes fissin fragments f -U and fr the indced fissin fragments f.... Maxima and minima in the aimtha distribtin an: reated IO charactedstica crysta directins. In this distribtin a nne Strctre is prcsent which indicates a high seectivity f privieged directins. A fiest qamitadve evaatin is given f thc: infence f anistrpy n the recrding c:fficic:ncy f mscvite and n thc: age cacatins fr the minerai. Cn e sservaini di SILK e BARNES (1959) dee tracce dei frammenti di fissine nea mica e cn a tecnica messa a pnt da FU.ISCHER, PRICE e W ALKER (P. B. PRICE e R.M. W ALKER, 1962; P. B. P RIGE e R. M. V.:KER, 1963; R. L. FLEI SCHER et al, 1963) per a riveaine chimica dee stesse è nat n metd per a dataine dei minerai che è stat mt tiiat in qesti timi anni. Ess cnsiste nea misra dea fraine di 238U che ha sbìt a fiss ine. Cn n attacc chimic pprtn si pssn riveare e tracce dea fissi ne spntanea. Irradiand in segit i campine in sservaine cn na dse nta di netrni termici si indce a fissine de'2 3U. I nmer dee tracce indtte è prprinae, fissata a dse, a cntent d'rani de minerae. Cn n nv attacc chimic si rivean e tracce dvte aa fissine de' 235 U. U LabOrari di Gecrngia e Gechimica Istpica de C.N.R., Pisa..' Dep. Crngia, Rais Csmics c: Atas Energias - InSitt de Fisica, Unicamp, Universidade Estada de Campinas, Campinas, S.P., Brasi!.

2 120 ç. ICAZZ.I, I!-J,f. CIOCCHETTI, J.C. HADLEJ., C.M G. LATTEI, D.A.. SEtJ.A L'età dci minerae sì caca tiiand a frma:, $ " p, - = 1 T=-n À. iio' Pr (1+---) " 'J p, cstante di decadiment ttae de' 2n U; cstante di decadiment per fissine de'"'u; fss integrat di nctrni termici (nct/cm'); seine d'n per a fissine indtta de,mu; rapprt istpic 'Uf2Ui tracce t: fssi i. riveate per nità di sperficie; tracce. c indtte. riveate per nità di sperficie.,"... n. ". n '",.. < ". " ". n., "... " ",...., '" ". F'".. I. - Di,trib::;ne aimtae dee trce tten smmand i d,t; reb.tiv; a Ire campini di mscvie (OOOI.FT ) itate riprtate, pcr gni c;ampine, truce fssii e ac indtte. Attacchi di 30' in HF 40 % a 40 C e di 120' in HF 50 % a IS" C. Nmer ttae di eventi Ne riqadr in at rappresentat KhcmaticamCe 'rientament de paraerramma (seine dea traccia c pian 001) rispc: ae indirrici O(tiche. In bs, e IbatretC verticai cntine e tratcgg21c crrispndn, rispcttinmcne, aa dir=ìofte dee diagnai e dci ati de paracnmma. La retta rintac cntina rapprese nta i nm medi di rracce per intctva, e dc rette trat!ca:giae distan da CIP. di na dcviaine Iandard. Q(:sta frma si basa principam(:nt(: s'iptesi che i rapprt tra nm(:r di tracce rivdate per nità di sperficie e nm(:r di tracc(: per nità di vm(: sia ga(: ne cas dea fissin(: de',u (: dea fissin(: de,mu. In qest avr abbiam pres in cnsid(:rain(: a mscvite; mti campini di qest minera(: sn stati datati da vari ric(:rc.atri int(:ressati speciam(:nt(: aa crngia dde rcce di (:t1 de'rdine dee centinaia di miini di anni. La mscvit(:, intre, è stata

3 OSSEIVAZIONI SUU'"NISOTJ.OPIA NELLA J.ECSTJ.AZ10NE ECC. 121 spess tiiata cme detectr di ini santi, principamente ne stdi dea distribine degi atmi fissii nei sidi. Per qant dett si capisce 'imprtana di n stdi dettagiat de'efficiena di registraine dea mscvite. Generamente si è sppst che a distribine dee tracce di fissine riveate nea mscvite fsse istrpica ne'ang sid, e ciè che 'efficiena di registraine fsse i ndi ndent e daa direine dea traccia. nstri ristati sperimentai dimstran che tant per 'ang aimtae cme per 'ang enitae a distribine dee tracce nn è nifrme w ISO 100 " w '" 50 O. t Fig htstamma e diagramma integrae dea distribne aimtae dee micce dda mucovit<: Tracce fssii. Nma di eventi ioi. Aaec di 5' i HP io 9I I io C. Abbiam misrat qeste distribini per varie cndiini di attacc, e c i variand a cncentra.ine de reagente, a temperatra e a drata de'attacc (HF 40 %, 40" C e HF 50 1)"0, S" C per vari tempi) e abbiam sempre sservat anistrpia. Le misre sn state esegite sia se tracce fssii che se indtte. Nea Fig. 1 è rappresentat 'istgramma dea distribine dee tracce in fnine de'ang aimtae ttent smmand i dati reativi a dieci differenti sserva.ini crrispndenti a campini di diversa prveniena in varie cndiini

4 122 G. BIGAZ'I, E.M. CIOCCHETTI, J.C. H ADLER, C.M.G. LATTES, D.A.B. SEIJtA di attacc. Per gni campine abbiam cnsiderat a distribine dee tractt fss ii e dee tracce indtte. L er di gni sservaine è stat fan ci ncidere prendend cme riferiment na direine caratteristica de crista. La figra di attacc nea mscvite ha na seine rintae a frma di paraegramma a casa de'anistrpia dea vecità di attacc de'acid Aridric ne crista. Facend cincidere per e dieci distribini tiiate nea Fig. a diagnae " c c O Fig. 3. Istgramma c diagramma integrae dea dimibinc aimuc dee tracce dea msc:vitc T racce fssii. Nmer di eventi 681. Attacc di 30' in HF 40 % a 40 C. de paraegramma esse ristan rientate ne stess md. La smma è frtemente anistrpa: caca nd a prbabiità che essa sia istrpa cn i test de X 2, abbiam trvat che si discsta da na distribine nifrme di 13 deviaini standard. L'esame dea Fig. I indica che, scegiend n'rigine cmne de 'ang aimtae in reaine agi assi cristaini, e caratteristiche principai dea distribine dee tracce sn e stesse. I massimi e j minimi appain nea stessa psiine rispett a'rientament de paraegramma.

5 OSSERVAZiONI SUU.'ANISOTIOPIA NELLA REG ISTRAZIONE ECC. 123,.. a.. < < L-J ' ,,,"," i! 20 i,.,,.,..,.,,...,...:s'.:s'"",, Fig. i. - Distribine Di ddk tracce de c.a1)pic Tracce fssii. <I). i01 venti. anacw di 5' in HF 1091) a 10 Ci h) ' 681 n'enti. att;jcc di 31Y iii HF 4090 '140 C. b w "O 300 i5 ZOO 100 w O }TLg htgnmma diagramma integrae da. di<trib:tine 3:imta dee tccé dd campine T racce indtte. de'irraggianient -circa " X n/cm', Nmer di n'enti 658. Attacc di 30' in HF a io C, Nde Figg. 2 e 3 sn visibii gi istgrammi e i diagrammi intègrai in fnine de'ang aimtae dd campine 0C01 attaccat in HF 40 r a 40 C per 5 mi nti (Fig, 2) e nvamente attaccat per 25 minti, per n ttae di 30 minti

6 124 C. BICAZZI, E.M. CIOCCHETTI, J.c. HADLER, C.M.C. LATTES, D.A.B. SEUI.A (Fig. 3). Nei diagrammi integrai presentati e rette incinate sn e crve teriche crrispndenti a na distribine rettangare. Si sservan deviaini significative da qesta crva terica e anche na asimmetria (presena di na prima armnica). Otre ad essa si nta na strttra più fine. Nee Figg. 4a e 4b abbiam rappresentat a distribine dee tracce dee Figg. 2 e 3 in fnine di cs 2 t) dve i) è 'ang nitae. La distribine meninata dvrebbe essere prprinae a sini) X csi) se fsse istrpa; sand cme variabie cs 2 i) dvrebbe essere' rettangare. Per attacchi di breve drata (5') 'anistrpia e 'asimmetria sn mt frti; amentand i temp di attacc i fenmen diminisce. Evidentemente a vecità di attacc dipende daa direine. Ma, anche per gi attacchi di drata c standard tiiati per e misre di densità sperficiae dee tracce per i cac de'età, i fenmen de'anistrpia è evidente. Nea Fig. 5 si pò vedere 'istgramma e i diagramma integrae pr e tracce di fissine de'2su nea mscvite Qesta figra ha n aspett mt simie aa Fig. 3 reativa ae tracce fssii de stess campine. Abbiam ttent ristati simii per ttti i campini presi in esame. Ttti i ristati fin ad ra mstrati prvan che 'efficiena di registraine dei frammenti di fissine dipende daa direine nea qae avventa a fissine. Per tentare di vatare qantitativamente i fenmen abbiam fatt, in prima apprssimaine; 'anaisi armnica dea distribine aimtae dee tracce. IL crve disegnate nee Figg. 6 e 7 sn a smma dee armniche significative ca cate cn i dati sperimentai. Se si fa crrispndere i massim dee crve (retta tratteggiata sperire) a nmer medi dee tracce che si cnterebber se a distri b.ine fsse nifrme, ssia se 'efficiena fsse indipendente da'ang, pssiam dedrre che a perdita di cnteggi de'rdine de 30%. Cnsiderand che nee distribini secnd 'ang aimtae si pò ntare na strttra fine che 'anaisi armnica nn in grad di registrare, a perdita di cnteggi pò essere maggire de 30 1)1'0. Amentand i temp di attacc si ha stant na diminine ne'ampiea dea prima armnica (Figg. 6a e 6b). Cme prima cnsegena dei nstri ristati sperimentai, s'i pò affermare che 'efficiena dea mscvite cme detectr di tracce riveate di frammenti di fissine avvente a s intern nn è de 100 1)1'0, vare indicat da acni Atri. Disctiam a qest pnt ciò che qest significa per i prbema dea dataine dee rcce. Cme già abbiam dett, i presppst per a dataine è che a cstante di prprinaità tra i nmer di tracce che attraversan a sperficie in esame e sn state riveate e i nmer di fissini esistenti per nità di vme sia stess ne cas de.:uu e de' 2S8 U. Un cnfrnt tra e anaisi armniche reative ae tracce fssii e ae indtte permette di cncdere, in prima apprssi maine, che nn c'è differena (Figg. 6 e 7). D'atra parte vari ricercat?ri. hann già, servat 'effett di c fading dee tracce fssii che cndce ad età apparenti inferiri a qee reai. In cnsegena di ciò frn eabrate varie tecniche di crreine che ptrebber crreggere anche

7 OSSEIVA'ZIONI SUU'ANISOTJ.OPIA NEU..A IEC1STA'ZIONr. ECC.!25.O a) < -_._ _,. "-, <, _., "... '" '" '" '",.,.. '" <,1.5 <... b)..,, I I ".., I '" '" '" '" '" '",.. c),,. " _._---- -_. --- < L' 0.5, I I I I.,.. " '" '" 's 's F"II Anaisi armnica dca diwib\,ine imtae dee traa:e de c:np;c 0001: I) 404 eventi. Tt.ce fìi. Attacc di 5' in HP 409& a 40 C b) 681 evai. Tta<:cc fosii. Anxw di 30' in HP 409& I W C. e) 658 "mti. Tra«c indc:. Atcg) di 30' in HF 40 9& a O" C. La ;rv cnti.a a tmma dee armniche ti,nin.:ayc. La cna a tntu C pnti rappresenta a prima armnica.. Nee Fin_ b c e a retta traeggi.ata infcre rapprcjenta a mcd;" di tracce per incry10 nrmai.ata :d I, a aperire M:nata a iyc de ma$im dea CUr... smma dee armniche tignifiatiyc. L'arn cmpresa fra e de rmc prpn.inae a nma minim dci COI perdti. '",

8 126 G. 8ICAn, E.M. CIOCCHETTI, J.C. H ADLEII.. C.M.C. LATTES,.A.B. SEJ.J.A i fenmen sservat in qest avr. In effetti ttte e: tecniche di crreine de'età sn basate sa misra di qache parametr dee tracce, cme a nghea media a arghea media. L'effett di c fading:. natrae è stat simat misrand a reaine tra Ìa variaine de parametr scet e a densità sperficiae dee tracce in campini riscadati artificiamente. Tenend presenti qeste cnsideraini, prbabimente i fenmen da ni sservat nn cndct: a cnsegene sa dataine.!: II< -"'- _,,... ".... '" a) '" '" ". b),.. Q 0.5,..,..... ". 250,p 300 n Fig Anaisi armnica dea distribine a%imac dee tracce de campine Fr22, 11') 655 eventi; Iracce fs.sii. h)" 578 eventi; tracce indtte, Dse de'irraggiament circa X O" n/emi, I campini $On nati attacai per 30' in HF O % a 40' C, Le rette rintai tratteggiate hann 50 ignifu:aa di qee dea Fii, 6, I nstri ristati aprn na nva pssibiità nd stdi dee caratteristiche dei sidi: na anaisi dettagiata e più efficace de'anaisi armnica ptrà frnire preise infrmaini se direini prefereniai dei cristai, Infatti e distribini angari, ristat dee nstre misre, presentan picchi pittst stretti che, pprtnamente anaiati, ptran n indicare vari ben determinati, per e dire-

9 OSSERVAZIONI SULL'ANISOTROPIA NELLA J.'ECISTRAZIONE ECC. 127 I ini de crista che crrispndn ad ata efficiena ne prcess registraine de.frammemm di fissine-riveaine dea traccia. Ringrai(1f1enti Gi A'Ori desideran ringraiare DINVANILDE DAU'OGLiO de'istitt di Fisica de'uni versità stitae di Campinas e: GRAZIHLLA RENZONI de'istitt di Fisica de'università 'di Pisa per a rfa avta ne'esecine dee mì$re e PIUO AGOSTNI de Labrari di Gecrngia C: Gechimica I spica de C.N.R. di Pisa per a precisa. reaiaine grafica. Ringraian intre GrSEPPINA FO.NACA RINALDI de CN.EN. per a prc::iosii cabraine:. BIBLIOGRAFIA SILIC E. C. H. add BAItNES R. S. ( 19:S9). Examinatin f fsin frgment trcjes with an eectrn miersepe. Phi. Mag., 4, PJ.ICE P.B. and WALKEII. R.M. (1962) - Chemiea Etehing f cha'ged Pa,tic/e T,aces in Sids. J. App. Phys., 33 (12), PRICE P.B. and WALKER R.M. (1963) - Fssi T,aees 01 eha,ged Pa,tic/e in Miei and ihe Age 01 Mineras. J. Geph. Res., 68 (16), FLEISCHER R. L., PJ.ICE P. B., WALKER R. M. and HUBBAJ.I) E. L. (1963) - T,aee regist,atin in varis Sid.Jtte Nc/ear TrCe Detectrs. Phys. Rev., 133A,