WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Анализ энергетического выхода фотонейтронов, проведенный согласно [2], показывает, что величина Wf (8) не превышает 0.1% от энергии пучка электронов W Рис. 1. Характер зависимости Y (Q) в заданных условиях транспортировки пучка электронов. E, MeV: — 4, для абсолютного большинства веществ, т. е. величины — 12.

W и Wf могут учитываться в виде поправки в уравнении (8). Как следует из вышеизложенного, в рассматриваемом энергетическом диапазоне электронов для уравнения (8) существенны составляющие W, Wn, Wt и WQ, при этом Wt и WQ аналитически выражаются через составляющие параметра W (9), а величина Wn определяется экспериментально. Погрешности определения составляющих Wt и WQ, а также экспериментально измеряемых параметров P(t), J(t), Q, Wn могут оказывать существенное влияние на решение. Составляющие WQ, Wt и Wn по отношению к W зависят от атомного номера вещества мишени-конвертера. Чем меньше Z, тем меньше соотношение WQ/W и Wt/W, тембольше Wn/W, т. е. выбором Z мишени можно минимизировать влияние составляющих WQ и Wt в уравнении энергобаланса (8).

Рис. 2. Характер зависимости Y (E) в заданных условиях Для определения коэффициентов b, 0, 0, 0 (10), (11) транспортировки пучка электронов. Q, deg: — 15, используется методом [14], основанный на измерении — 30.

параметров P(t), J(t), Q, Wn при неизменной геометрии и условиях, в серии импульсов излучения исследуемого ускорителя d (d 4), существенно отличающихся друг одинаковое временное разрешение. Поглощенная в ми от друга максимальной энергией электронов, и решения полученной на этой основе системы нелинейных инте- шени энергия пучка Wn определялась с помощью медного терморезистора, нанесенного равноупорядоченно на гральных уравнений типа (8).

поверхность мишени-конвертера с одинаковым погонным сопротивлением [14]. Для определения координат максимумов дозных распределений использовались терЭкспериментальная часть молюминесцентные детекторы на основе стекол ИС-Изложенные методики были использованы для ис- с последующей программной обработкой результатов измерений. В независимых экспериментах на сплошных следования угловых и энергетических характеристик цилиндрических пучках моноэнергетических электронов электронов в трубчатом пучке на выходе линейного импульсного ускорителя типа ЛИН-10 с целью опти- в аналогичной геометрии с помощью термолюминесмизации его режима работы для получения высоко- центных детекторов был определен параметр Y в зависиинтенсивного равномерного поля тормозного излуче- мости от энергии и угла падения электронов в заданных пределах их изменения (рис. 1 и 2).

ния. Мишень-конвертер была выполнена из железа (Z = 26, D = 7.2g · cm-2), а мощность дозы тормозного При индукции внешнего аксиально-симметричного излучения измерялась с помощью сцинтилляционного магнитного поля в канале ускорителя B = 0.4 T и измедетектора типа СД2-01 (сцинтиллятор из пластмассы нении максимальной энергии электронов от 8 до 12 MeV П-15), расположенного на расстоянии 1 m за мишенью эффективный угол падения электронов изменялся от на оси транспортировки пучка электронов. Измерение ( = 14, = -8) до 13 ( = 11, = -7). Отритока пучка электронов осуществлялось с помощью сек- цательное значение величины свидетельствует о рационированного пояса Роговского. Каналы регистрации диальной расходимости пучка электронов в области тока и мощности дозы были синхронизированы и имели мишени-конвертера, а его величина = 0 характеризует Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. Диагностика трубчатого пучка релятивистских электронов... степень отклонения пучка электронов от цилиндрической формы.

Как следует из эксперимента, величина индукции внешнего аксиально-симметричного магнитного поля B = 0.4 T, удерживающая от расплывания пучок электронов в ускорительной трубке ( = 0), при проявляющихся краевых и скин-эффектах в примишенной области существенно уменьшается, что и вызывает изменение угловых характеристик электронов. При возрастании внешнего магнитного поля в районе мишени до 0.55 T составляющая эффективного угла падения электронов 0, а составляющая возрастает до 18 (для режима с E = 12 MeV).

Посредством машинной обработки результатов измеРис. 4. Характер распределения энергии электронов в имрений P(t) и J(t) в импульсе излучения ускорителя опрепульсе излучения ускорителя. — при промежуточном деляется динамическая характеристика передаточной режиме ускорения по энергии, — при оптимальном функции мишени-конвертера U(t) для заданных условий режиме ускорения по энергии электронов.

и геометрии измерений. По результатам экспериментов с учетом погрешности измерений параметров P, J, Q, Wn решение системы уравнений на основе (8) при количестве уравнений в системе d m (m — число неизвестных b, 0, 0, 0,...) для заданных условий и геометрии измерений получено в следующем виде:

b = 0.047, 0 = 7.23 · 10-2, 0 = 0.91 · 10-2, 0 = -2 · 10-4.

Полученные результаты решения позволяют определить характер зависимости передаточной функции мишени-конвертера (U = P/J) от энергии электронов U(E) в исследуемом диапазоне, который представлен на рис. 3. При известной зависимости U(E) и динамической характеристике передаточной функции U(t) Рис. 5. Энергетические спектры электронов в импульсе в импульсе излучения возможно определение зависимоизлучения. Режимы ускорения по энергии те же, что и на стей E(t), W (t), а также энергетического спектра элекрис. 4.

тронов F(E) в плоскости мишени. Характер зависимостей E(t) и F(E) для двух предельных режимов работы ускорителя по энергии представлен на рис. 4, 5 соответственно. Неадекватность по длительности фронта „хвоста“ в низкоэнергетической области интегральных нарастания энергии электронов при использовании разспектров электронов (рис. 5) позволяют оценить стеличного числа индукторов ускорителя (рис. 4), наличие пень рассинхронизации ускоряющих полей индукторов, участвующих в ускорительном процессе.

Заключение Проведенные исследования позволили установить характер связи между параметрами поля тормозного излучения и трубчатого пучка электронов, падающего на мишень-конвертер толщиной, удовлетворяющей условию полного поглощения для первичных электронов.

Показано, что при формировании поля тормозного излучения от трубчатого пучка электронов, транспортируемого в аксиально-симметричном магнитном поле, составляющие эффективного угла падения релятивистских электронов на мишень-конвертер могут быть Рис. 3. Вид зависимости передаточной функции мишени-кон- определены по геометрическим параметрам максимумов вертера U(E) при заданной геометрии измерений. в распределении дозы тормозного излучения в нескольЖурнал технической физики, 2003, том 73, вып. 112 Н.Г. Мордасов ких плоскостях облучения. Исследовано влияние угла [10] Мордасов Н.Г., Муратов Н.И. А.С. № 1410679. G01T1/36.

H01T39/34. 1981.

падения и энергии электронов на характер этой связи.

[11] Мордасов Н.Г. // Радиационная стойкость электронных Определена передаточная функция мишени-конвертера систем — стойкость 2001. М.: Паимс. 2001. 258 с.

как отношение мощности дозы тормозного излучения [12] Рязанов М.И., Тилинин И.С. Исследование поверхности в выбранной точке поля на оси транспортировки пучка по обратному рассеянию частиц. М.: Энергоатомиздат, электронов к току пучка. Решение системы уравнений 1985. 151 с.

типа (8) при заданных условиях является по существу [13] Аккерман А.Ф., Грудский М.Я., Смирнов В.В. Вторичное градуировкой измерительной системы с первичными электронное излучение из твердых тел под действием преобразователями тока, мощности дозы тормозного гамма-квантов. М.: Энергоатомиздат, 1986. 168 с.

излучения и мишени-конвертера в выбранной геомет[14] Мордасов Н.Г. А.С. № 1737994, G01T1/36. 1992.

рии, определяющей характер зависимости передаточной функции мишени-конвертера от энергии электронов U(E) в пучке. Градуировка проводится абсолютным методом с использованием канала измерения энерговыделения в мишени-конвертере Wn, применение которого в последующих измерениях не является обязательным.

На основе разработанных методик проведено исследование геометрических, угловых и энергетических характеристик трубчатого пучка электронов, транспортируемого до мишени-конвертера в аксиально-симметричном магнитном поле. Полученные временные характеристи ки энергии и тока электронов позволяют анализировать процессы ускорения, оптимизировать синхронизацию индукторов ускоряющего поля вкупе с определяемыми угловыми и геометрическими характеристиками пучка электронов в плоскости мишени-конвертера. Получаемая информация достаточна для определения энергетического спектра тормозного излучения за любой интервал времени (в пределах длительности импульса) численными методами и позволяет определить способы воздействия на трубчатый пучок электронов с целью формирования поля тормозного излучения с заданными характеристиками (доза, мощность дозы, равномерность облучения, размерность изодозных плоскостей и т. п.).

Список литературы [1] Диденко А.Н., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. М.: Атомиздат, 1977.

410 с.

[2] Ковалев В.П. Вторичные излучения ускорителей электронов. М.: Атомиздат, 1979. 200 с.

[3] Баранов В.Ф. Дозиметрия электронного излучения. М.:

Атомиздат, 1974. 208 с.

[4] Уолкер, Стивенс. // Приборы для научных исследований.

1974. Т. 45. № 2. С. 16–25.

[5] Иванов М.И., Казаков В.М., Козлов О.В. и др. // Атомная энергия. 1978. Т. 45. Вып. 4. С. 280.

[6] Маричев С.В., Сажин В.Д. // Диагностика пучков заряженных частиц в ускорителях. М.: РТИ АН СССР, 1984.

С. 12–23.

[7] Завада Н.И., Комаров П.П., Цукерман В.А. и др. // Физика и техника импульсных источников ионизирующих излучений для исследования быстропротекающих процессов / Под ред. Н.Г. Макеева. ВНИИЭФ, 1996. С. 56–95.

[8] Павловский А.И., Босамыкин В.С. и др. // ДАН СССР.

1980. Т. 250. № 5. С. 1117–1123.

[9] Мордасов Н.Г., Муратов Н.И. А.С. № 1276101. G01T1/29.

1985.

Журнал технической физики, 2003, том 73, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.