Мишень для генерирования тормозного излучения

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

OtllN6% °

РЕСПУБЛИН

09) (11) А

3с ц Н 05 Н 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М С Фа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;,::-;:.,,=;,, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ПцчОК . И ие неариец

ЧИСЩЩ (21) 2446140/18-25 (22) 24.01.77 (46) 15.07.83 ° Бюл. И 26, (72) И.A.Ïðóäíèêoâ, Б.Н.Тронов, А.С.Торопов и И.В;Хохряков (53) 621,384.6(088.8) (54)(57) МИШЕНЬ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВРНИЯ

ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащая чередующиеся слои материала с большим атомным номером, например вольфрама, и материала с хорошими теплофизическими характеристиками, например .меди, контур принудительного охлаждения, о т л и ч а ю:щ а я с я тем,. что, с целью увеличения тепловой на.грузки на мишень, йолучения. минимального рассеяния тормозного излучения на выходе из мишени в направлении облучаемого объекта и повышения ее надежности, толщина слоев материалов изменяется по ходу пучка частиц в зависимости от его .спектра и энергии, а первый со стороны падающего пучка частиц .слой выполнен из материала с хорошими теплофизическими свойствами.

2. Мишень по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что изменение толщи. ны слоев меди и вольфрама по отношению к длине пробега электронов в диапазоне энергий 5-20 МэВ подчиняется соотношению: 0,1:G,l:0,1:0,35:0,35. g источник излучения. При превышении допустимой величины удельной нагрузки (поток заряженных частиц на единицу площади ) происходит расплавление материала мишени в точке фокуса или растрескивание ее вследствие тепловой усталости.

Тепловая усталость материала мишени наступает вследствие переменных нагрузок, которые имеют место при импульсной работе ускорителей заряжен. ных частиц. С точки зрения механической прочности следует отдавать предпочтение мишеням из материала с большим пределом прочности.

Поэтому в описываемой мишени слои материала с большим атомным весом расположены между слоями материала с хорошими теплофизическими свойствами, например меди. Суммарную толщину мишени рассчитывают с учетом толщины материала 2. Толщина такой мишени незначительно больше мишени, изготовленной только из материала с большим атомным весом, и, следовательно, рассеяние тормозного излучения на выходе из мишени увеличивается весьма незначительно.

Толщину материалов, применяемых в слоях мишени, нужно рассчитывать с учетом реального спектра и энергии заряженных частиц. Однако ввиду большой сложности расчета целесообразнее толщину слоев определять экспериментальноо.

В пучках ускоренных частиц за счет низкоэнергетичной компоненты пучка происходит сильный нагрев верхнего слоя материала мишени. Для поглощения этих частиц и снижения тепловой нагрузки на мишень первый со стороны входа пучка слой мишени выполнен из материала 2 с хорошими теплофизическими свойствами.

Для улучшения теплоотвода мишень имеет контур принудительного охлаждения в корпусе 3. Ъ

Таким образом слоистая мишень позволяет без усложнения конструкции существенно повысить допустимую мощность падающегО пучка частиц, увеличить надежность ее работы практически без снижения выхода тормозного излучения я без увеличения доли рассеянного тормозного излучения на выходе мишени в направлении облучаемого объектаа.

1 6158111 2

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для преобразования энергии пучка ускорения элементарных частиц в энергию тормозного излучения,5

Известные мишени, предназначенные для, генерирования .тормозного излуче" ния в выходных устройствах усилителей элементарных частиц, сложны конструктивно. 10

Известна стационарная мишень, содержащая чередующиеся слои-материала с большим атомным номером, например вольфрама, и материала с хорошими теплофизическими характеристиками, 15 например меди, контур принудительно,го охлаждения.

Целью изобретения является увеличение тепловой нагрузки на мишень, получение минимального рассеяния тормозного излучения на выходе из мишени в направлении облучаемого объекта, а также повышение ее надежности.

Это достигается тем, что в предла- 25 гаемой мишени толщина слоев матери. алов изменяется по ходу пучка частиц в зависимости от его спектра и энергии, а первый со стороны ïàäàющего пучка частиц слой выполнен из материала с хорошими теплофизическими свойствами.

Кроме того, изменение толщины слоев меди и вольфрама по отношению к длине пробега электронов в диапазоне энергий 5-20 ИэВ может подчиняться соотношению: 0,1:0,1:0,1:0,35.

:0,35.

На чертеже представлена конструкция мишени.

Слои материала 1 с большим атомным

40 весом, чередующиеся со слоями материала 2,с хорошими теплофизическими свойствами, заключены в корпус 3 с контуром принудительного охлаждения.

При работе с тормозными мишенями

45 предназначенными для генерирования мощных потоков тормозного излучения, возникает ряд проблем, связанных с большой импульсной мощностью падающего на мишень пучка заряженных частиц: большие удельные нагрузки на материал мишени в месте падения на нее первичного пучка заряженных частиц, имеющего диаметр порядка 1-3 мм

Увеличение диаметра пучка частиц допустимо так как для выполнения ряда работ, например, в радиационной дефектоскопии необходим точечный

Э 615814

Мишень найдет широкое применение" в мощных ускорителях заряженных частиц (Р.„„ „ц 15 мВт), применяемых а

4 для дефектоскопии толстостенных стальных изделий и для фотоактивационного налива редких элементов.

Редактор Л.Гольдина Техред М.Тепер .

Корректор Л. 6окшан

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6383/1 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5