The influence of mechanical damaging on positrons lifetime in ultra-high-molecular polyethylene

Abstract

The influence of damaging of the ultra-high-molecular polyethylene (PE-UHMW) Chirulen ®1120, which is applied, among others, to produce hip endoprostheses, on spectra of positrons lifetime in this material was investigated. Polyethylene samples were damaged by: impact, rolling friction and collisions with metal balls in a planetary mill. Changes in the parameters of positrons lifetime spectra related to annihilation of ortho-positronium (o-Ps) were analyzed in dependence on the mechanical energy passed to the sample. On the basis of the Eldrup–Tao model, changes in the radii of voids in which a positronium is formed and annihilated, as well as changes in the degree of filling up the space atoms in the examined polymer were determined.

Досліджували вплив пошкоджень ультрависокомолекулярного поліетилену марки Chirulen®1120, який застосовують для виготовлення тазостегнових ендопротезів, на час існування позитронів в цьому матеріалі після опромінення. Зразки поліетилену пошкоджували в лабораторних умовах методами удару, вальцювання та тертя, а також шляхом зіткнення з металевими кульками у планетарному млині. Зміни часу існування орто-позитронів аналізували залежно від механічної енергії, отриманої зразком, а зміни радіусів порожнин, в яких утворюються та анігілюються позитрони, визначали, застосовуючи модель Елдрупа–Тао.

Исследовали влияние повреждений ультравысокомолекулярного полиэтилена марки Chirulen®1120, который применяют для изготовления тазобедренных эндопротезов, на время существования позитронов в этом материале после облучения. Образцы полиэтилена были повреждены в лабораторных условиях методами удара, прокатывания и трения, а также путем столкновения с металлическими шариками в планетарной мельнице. Изменения времени существования орто-позитронов анализировали в зависимости от механической энергии, полученной образцом, а изменения радиусов полостей, в которых образуются и аннигилируются позитроны, определяли с применением модели Елдрупа–Тао.