Способ измерения энергии электронов в пучке от ускорителя

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕР;гаи ЭЛЕКТРОНОВ в ТТУЧКЕ от УСКОРИТЕЛЯ, заключающийся 1в том, что регистрируют электроны в поглотителе на двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности, отличающийс я тем, что, с целью првьппения точности измерения энёргий эЛёктронов в узком пучке, одновременно регистрируют о.братнорассеянные электроны , вьппедшие из области поверхности поглотителя, на которую непосредственно падает пучок, и по результатам всех регистрации судят об энергии электронов в . (Л

(39) (11!

С0е3 СОВЕТСНИ1(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН, 4уц G Ol T 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2784554/18-25 (22) 25.06.79 (46) 15.06.85. Бюл. 1Ф 22 (72) В,Б,Сорокин (71.) Научно-исследовательский институт электронной интфоскопии при Томском "ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им.С.M.Кирова (53) 621. 384. 6. (088. 8) (56.) 1. Балашов А.П. Простой метод измерения энергий электронов в пучке ускорителя. ПТЭ 1(1, 1974.

2. Qlmond P.R. The рМзхса1 шеазпгешЦфз of electron Beams

from G to 18 Mev: absorbid close

and energy calibrations "Phys Med

and Biol", 1967, 12, N 1, 13-24. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ В ПУЧКЕ ОТ УСКОРИТЕЛЯ, заключающийся в том, что регистрируют электроЙы в поглотителе на двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точности измерения энергии электро нов в узком пучке,.одновременно регистрируют обратнорассеянные электроны, вьнпедшие из области поверхнос" ти поглотителя, на которую непосредственно падает пучок, и по результатам всех регистраций судят об энергии электронов в пфчке.

1 7825

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к способам измерения и контроля энергии электронов в пучке от ускорителей.

Ъ

Известен способ измерения энергии электронов в пучке от ускорителя заключающийся в том, что регистрируют раздельно токи электронов из слоя поглотителя, прилегающего к поверхности и из всего поглотителя и по от -10 ношению этих токов, судят об энергии электронов в пучке (1), Точность этогого способа не зависит от нестабильности тока пучка электронов от ускорителя, однако, 15 мала ввиду сравнительно небольшой чувствительностй к изменениям энергии, так как коэффициент пропускания толстого прилегающего к поверхности слоя поглотителя слабо.зави- ?p сит от энергии электронов в пучке.

Известен способ измерения энергии электронов в пучке от ускорителя, заключающийся в том, что регистрируют электроны в поглотителе на 25 двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности (2) .

Точность этого способа также невысокая.

Цель изобретения -повышение точ- 30 ности измерения энергии электронов в узком пучке.

Цель достигается тем, что в способе измерения энергии электронов в пучке, заключающемся в том, что регистрируют электроны в поглотителе на двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности, одновременно регистрируют обратнорассеянные электроны, вышедшие из области поверхности поглотителя, на которую непосредственно падает пучок,. и по результатам всех регистраций судят об энергии электронов в пучке.

При использовании качества меры энергии электронов- величин :типа

50 и т.д. чувствительность с к измене-!

1 ниям энергии выше, чем для известных способов, а изменения тока пучка не влияют на результат измерения энергии, На фиг.1 изображена схема, поясняющая реализацию предлагаемого способа; на фиг. 2 — распределения обратнорассеянных электронов по поверхности поглотителя; на фиг.З— схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 4 зависимость относительного изменения потока из области поверхности поглотителя; на которую непосредственно падает пучок, от энергии электронов в пучке, на фиг.5 — зависимость относительного изменения потока при фиксированном изменении энергии электронов в пучке от сечения пучка.

При измерении отклонения энергии электронов от номинального.значения, например, Е = 6мэВ, в пучке с диаметром сечейия 2г = 2 мм от бетатрона на энергию 2-6 МэВ пучок (фиг.1) направляют, например, на циркониевый поглотитель 1 (атомэ ный номер 40,плотность p = 6,5 г/см ).

Регистрируют поглощенную дозу в слоях поглотителя толщиной

h8 = 60 = 0,2 мм на расстояниях

Й„= 1 мм и 0 = 3,5 мм от поверхности поглотителя, а также регистри- . руют обратнорассеянные электроны, вьппедшие из области поверхности поглотителя с диаметром равным диамет) ру сечения пучка 2г = 2 мм т,е. из области, на которую непосредственно падает пучок, Толщина слоев, в которых регистрируют электройы. в поглотителе при этом намного меньше пробега электронов с начальной энергией электронов в пучке Г = 6 МэВ в материале поглотителя, причем первому слою соответствует восходящая часть распределения .поглощенной дозы по глубине поглотителя, а второму — нисходящая часть. Диаметр пучка также составляет в этом случае малую долю пробега электронов в материале поглотителя, т.е. пучок является узким.

Распределение обратнорассеянных электронов по поверхности поглотителя для узкого пучка показано на фиг.2. Из области поверхности пог7825

3 лотителя1 диаметром 2 го- 2, на которую непосредственно падает пучок электронов, при этом выходит лишь " часть обратнорассеянных электронов, распределенных в целом пракртйчески " - по области поверхности диаметром.

211Ео (2г + — — — - ) .ъ11 мм о

Изменение энергии электронов в пучке приводит также к Перераспре- 10 делению поглощенной дозы в поглотителе, в результате которого происходит уменьшение регистрируемой поглощенной энергии в приповерхностном слое поглотителя и увеличенииво втором.

Для регистрации энергии, поглощенной в слоях, используют тонкие сцинтилляторы 2 и 3 (фиг.3) сцинтилляционных датчиков 4 и 5, а для 20 регистрации обратнорассеянных электронов, вышедших из области диаметром 2 r@ = 2 мм — сцинтилляционный датчик 6 со сцинтиллятором 7 в сочетании с коллиматором 8, имеющим 25 канал 9 для проводки пучка 2 r = 2 мм о и канал 10 регистрации против котоР рого установлен датчик 6. Канал регистрации ограничен поверхностью, пересекающей по окружности диаметром 2го торец коллиматора 11, находя щийся в контакте с поверхностью поглотителя. Увеличение энергии приводит к уменьшению сигнала датчика

4 Ur к увеличению сигнала датчика 5 (1ц и к уменьшению сигнала датчика 6 U> . При этом величина а. Т1

Опl z например с . ияменяется е

u„,tu„

17 4

Ц„ /Б, раз сильнее, чем ц „ / (f,, которая является мерой энергии электронов в известном способе.

На фиг. 4 показано обусловливающее изменение сигейатла (1„,:и расчетное относительное изменение потока обратнорассеянных электронов P из области, на которую непосредственно падает узкий пучок электронов при увеличении энергии от 2,4 до 6. Кривая 2 соответствует вкладу от уменьшения КОР . Изменение U ö достигает 20, в то время, как КОР изменяется только в 2 раза.

На фиг.5 показана зависимость относительного изменения P от величины радиуса сечения пучка г, при изменении энергии электронов в пучке от 2,4 до 6 МэВ, С увеличением

Г наблюдается уменьшение относительного изменения, которое для

Го= 6 мм (т,е. при переходе к широкому пучку) уже обязано в основном зависимости КОР от энергии.

Предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность контроля энергии в узких пучках электронов от ускорителя,. чем известные способы.

Способ, предназначен для определения нестабильности энергии ускорения циклических электронных ускорителей. Способ может использоваться для исследования нестабильности энергетических спектров электронов в различных областях сечения широкого пучка. е

78251 7

Техред А.Бабинец"

Редактор Л.Письман

Корректор А.Зимокосов

° ем » (Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4.Заказ 4467/1 Тираж 748 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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