Способ непрерывного определения предельной энергии тормозного излучения потока ускоренных электронов Советский патент 1974 года по МПК H05H71/12 H05H71/12 H01G39/28 

1

Известен способ определения граничной энергии тормозного излучения, возбуждаемого электронным ускорителем, в диапазоне энергий от 1О до 20 Мэв, заключающийся в измерении пороговой энергии или регист 5 рации мест изгиба кривых выхода электронов, вызываемого тормозным излучением в соответствующем материале фотонейтрон- ного процесса. В первом случае для определения граничной энергии тормозного из- ю лучения затрачивается от 10 до 60 мин, во втором случае - 2 час. Абсолютное определение граничной энергии тормозного излучения ь указанном диапазоне энергий 10-20 Мэв возможно с точностью до+0,

Целью изобретения является непрерывное измерение граничной энергии или колебаний граничной энергии высокомощного тормозного излучения с большой точностг ю и высокой разрещаю1;;ой способностью во 20 вре.1еии.

Поставленная цель достигается TeNi, что с помощью моииторпой и измерительной камер формируют два ионизационных потока, которые максимально зависят от энергии, 25

и по их отношению судят о Бел 1чине энергии тормозного изл)чения.

Для повышения чувствительности в качестве мониторной камеры может быть применена сегментная камера. Сегментная и измерительная камеры могут быть объединены в одну конструкцию.

Для повышения чувствительности рений между мониторной (или сегмр,тной) и измерительной камерами устанаг.:-1ц веется фильтр с сильно зависимым от ;.г1ергии поглощением излучение;, т. е. фильтр из материала с малым порядковым номером, предпочтительно из графита. Такой фильтр пропускает преимушественно фотоны высокой энергии тормозного излучения (до 50 Мэв).

Оптимальная зависимость отношения ионизационных токов мониторной и измерительной камер от энергии достигается TCN(, что фасадная стенка мониторно каморы выполнена из алюминия и имеет толпищу около 3 мм. Для такой мониторной камеры характерно оптимально отрицательное пропускание энергии.

Пропускание энергии мониторной каме рой существенно увеличивается, если она располагается аким образом, что регистрирует излучение в угловом интервале от 5 до 6,5° относительно основной выходной оси мишени.

Ионизационная камера, которая захватывает излучение только в угловом интервале от 5 до 6,5°, может состоять из двух кольцевых саегментов, которые расположены симметрично, вокруг основной выходной оси конуса излучения, благодаря чему компенсируются колебания оси конуса излучения и предотвращаются потери энергии.

Положительное пропускание энергии из мерительной камерой обеспечивается фасадной стенкой из свинца толщиной около 5 мм Такая стенка при соответствующей конструкции может применяться как компенсационный фильтр для придания однородности излучению. При использовании измерительного устрюйства с фильтром в измерительной камере должен быть воспроизведен ионизационный ток такой же величины, как и ток в мониторной камере. Для достиже- ния этого увеличивают эффективный объем измерительной камеры и разделяют его свинцовыми электродами толщиной 1 мм. Промежуточные- электроды при увеличении объема ионизационной камеры необходимы для поддержания хорощей зависимости от энергии. Для механической стабилизации свинцовых электродов они усиливаются алюминиевым листом толщиной около 0,6 M на повернутой от источника.излучения

стороне.

Предложенный способ может быть реализован с помощью устройств, изображенных на чертежах.

На фиг. 1 показано измерительное устройство с мониторной и измерительной ка,;зрами; на фиг. 2 - измерительное уст рсйство с сегментной и измерительной камерс ми; на фиг. 3 и 4 - блок из сегментной и измерительной камер, продольный и поперечный разрезы; на фиг. 5 - измерительное устройство с монк орной камерой, фильтром и измерительной камерой; на

фиг. 6 - измерительная камера с усиленными алюминием свинцовыми электродами; на фиг. 7 - график зависимости отнощения ионизационных токов измерительной и мониторной ионизационных камер в качестве функции граничной энергии тормозного излучения для толщины графитного фильтра О; 45;95 и 144 на фиг. 8 - график

гой же зависимости в случае применения сегментной камеры в качестве мониторной

Измерительное устройство содержит расположенные в центре конуса излучения мониторную 1 и измерительную 2 камеры чувствительный объем ионизационных камер которых ограничивается свинцовым

коллиматором 3. Если вместо мониторной камеры применяется сегментная камера 4 (см. фиг. 2), то в свинцовом коллиматоре 3 выполняют дополнительные отверстия. Измерительная 2 и сегментная 4 камеры могут быть объединены в единую конструкцию (фиг. 3, 4). Электроды 5 и 6 выполняют функцию собирающего электрода соответственно в измерительной и сегментной камерах и располагаются в виде графитных вкладышей по обе стороны пластмассовой фольги с высокими изолирующими свойствами. Электрод 7 разграничивает объемы ионизационных камер. На некотором расстоянии (- 5 мм) от электродов 5 6 и 7 с одной стороны находятся передние 8 и 9 стенки, а с другой стороны - задняя стенка 10. Стенка 8 является передней стенкой толщиной около 5 мм измерительной камеры 2 и изготовляется из свинца. Стенка 9 - это передняя стенка сегментной камеры 4. Она изготавливается из алюминия и имеет толщину около 3 мм. Стенка 8 выполнена в виде круглой свинцовой вставки в центре передней стенки 9. Радиус этой свинцовой вставки R (К -R ) :2

где R , - радиус электрода 5, Т1 - внут

ренний радиус электрода 6.

Так как величина ионизации, которая вызывается задней стенкой камеры, зависит от энергии излучения в рассматриваемом диапазоне энергий, то для изготовления задней стенки камеры может быть применен любой материал Чтобы исключить влияние расположенных сзади камеры объектов облучения на ионизацию в камере, задняя стенка камеры из алюминия должна иметь толщину, по меньщей мере, 6 мм, а стенка из свинца - 3 мм. Задняя стенка камеры из свинца вызывает более высокую () ионизацию, чем задняя стенка из алюминия.

Блок из мониторной 1 и измерительной 2 камер может находиться между источником излучения и объектом облучения и быть жестко связанным с ускорителем.

В случае использования измерительного устройства с фильтром 11 (см. фиг. 5) объект облзгчоиия, KOTOpi.ti: (.б участся одноврехюнно с измпроинсм энергия, располагается перед фильтром 11, так как позади фильтра 11 и измерительной камеры 2 интенсивность излучения значительно ниже. Если объект обл -чения имеет предельную толщину и находится перед фильт ром 11, необходимо принимать во внимани изменение чувствительности устройства для измерения энергии. Чтобы возникающее в фильтре 11 рассеянное излучение не ухудшало зависимост ионизации от энергии, угол раствора бланкированного посредством свинцовых коллиматоров 12 и 3 конуса излучения не должен быть более 3 . Свинцовые коллиматоры 3 и 12 ; могут быть исключены, если при использовании комбинированной измерительно-сегментной камеры учитываются следующие условия: 1. Ионизационные камеры должны имет ограниченный с боков объем измерения, чтобы захватывалось только излучение из предусмотренного углового диапазона от соответствующей камеры. 2.Поперечное сечение фильтра 11 должно быть немного больше, чем поперечное сечение чувствительного объема измерительной камеры 2, чтобы избежать образования дополнительного рассеянного далуче- ния в фильтре 11, В другом случае необходимо полностью перекрывать чувствитель ный объем измерительной Камеры 2, чтобы в нее не поступало нефильтрованное излучение. I На фиг. 6 изображена измерительная камера 2 со свинцовой фасадной стенкой 1 толщиной 5 мм и свинцовыми электродами 14, которые усилены алюминиевыми пластинами 15. Отнощение ионизационных токов измери тельной 2 и мониторной 1 камер Р6-иЗМ -W Al-f OH-ИК г, зависимости от грангтчной эноргил 1 для толщины фильтра О; 45; )5 и 111 г/ч: приведены на фиг. 7. На фиг. 8 показаны соответстпуюи.ис зависимости от энергии при применении сегментной камеры 4 в качестве моипторной. Показанная на фиг. 7 для To:ii ;ii iii фильтра О г/см2 зависимость иоллмииы ионизации от энергии используот1.-м при работе с измерительным устромгп:: ,, лзображенным на фиг. 1; та же завигл-юсть, показанная на фиг. 8, использу(тс ,1 прт работе устройства на фиг. 2. Д.м ;i3N opjiтельного устройства на фиг, 5 с (||мльтром 11 и расположенной в центре конуса излучения мониторной камерой 1 характерны изображенные ла ф.иг. 7 для различной толшины фильтра кривые, для измерительного устройства с сегментной каморой 4 i флл1.,Т ром 11 - изображенные на фиг, 8 зависимости ионизации от энергии. Полученный сигнал может быть jjcnri.ibзован для определения мгновенного значения энергии, а также для травления эл(кт ронным ускорителем. Таким образом. i;pc/iложенный Способ позволяет осуществлять непрерывную регистрацию мгновенного з,ча чения граничной энергии тормозного 1;злу- чения, возбуждаемого электронным ускорителем, в диапазоне граничной энергии от 5 до 50 Мэв. Предмет изобретен и,ч Способ непрерывного определения ripe дельной энергии тормозного излучения потока ускоренных электронов, о т л и ч а loщ и и с я тем5 что, с целью повьЕшення точности и сокращения времени измерения, с помощью, например, моннторной и изморп- тельной камер формируют два ионизационных потока, которые максимально зависят от энергии, и по их отношению судят о величине предельной энергии тормозного излучения.

«о

и

t со

т

Ш

I

у///, :-Y7// -1 TL

и

S5

;з

fxj 3

6tn GO 2vx/;

«

673

с

сСО

иг.6 1ръ-изм ии .ff , LAL-MUH- (P) Фиг. 7 MOHC, МзВ го Z5 27,5