Мишень для генерирования тормозного излучения

 

Изобретение относится к выходным устройствам накопителей и может; быть использовано для преобразования энергии пучка ускоренных элементарных частиц в энергию пучкз тормозного из/чения .Цель изобретения - увеличение проникающей способности тормозного излучения втканеэквивалентной среде для электронов энергией выше 10 МэВ. Для достижения цели толщина мишени, ; выполненной из материала с высоким ; атомным номером, уменьшается от периферии к центру в соответствии с выражением , приведенным в описании. Варьируя толщину мишени в различных ее сечениях, можно формировать не только равномерные поля, но и поля . с заданным распределени€ м интенсивности по полю облучения. 1 ил. % (Л 00 о 00 fe PD.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1, :

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.05.90. Бюл. Ф 20 (21) 3842587/24-21 (22) 30. 10.84 (71) Центральный научно-исследовательский рентгено-радиологический институт (72) С.М.Ватницкий, О.Н.Перелетов, -P.Â.Ñèíèöûí и И.А.Прудников (53) 621.384.6(088.8) (56) Ковалев В.П., Харин В.П., Гордеев В.В., Филаненок. Формирование равномерных дозных полей тормозного излучения высоких энергий посредством выравнивающих мишеней. Мед. радиология, 1970, У 5, с. 49.

Ковалев В.П, Вторичные излучения ускорителей электронов. М.: Атомиздат, 1979.

Brahme А, Evensson Н. Radiation

beam characteristics of а 22 Mev.

Miciothoron Acta Radicl. 1979, 18, 244.

„„з0„„д,щя я А 1 (51)5 H 05 Н 5/02, б/00 (54) МИШЕНЬ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к выходным устройствам накопителей и может быть использовано для преобразования энергии пучка ускоренных элементарных частиц в энергию пучка тормозного из,чения.Цель изобретения — увеличение проникающей способности тормозного излучения в тканеэквивалентной среде для электронов энергией выше 10 МэВ.

Для достижения цели толщина мишени, выполненной из материала с высоким атомным номером, уменьшается от периферии к центру в соответствии с выражением, приведенным в описании. а

Варьируя толщину мишени з различных ее сечениях, можно формировать не только равномерные поля, но и поля с заданным распределением интенсивности по полю облучения. 1 ил.

168 2 в пучок конусообразного поглотителя выравнивающего фильтра или утолщением мишени сравнительно с толщиной,соответствующей оптимальной (максималь"

5 ной) интенсивности тормозного излучения. Уменьшить параметр И от краев мишени к центру можно; концентрируя в центре мишени материалы с нужным атомным номером.

Оба этих способа регулирования интенсивности тормозного излучения по профилю пучка имеют .свои недостатки.

В первом случае практически не уменьшаются габариты выходного устройства, а если и сокращаются размеры фильтровой части мишени, то только за счет использования материала с высоким атомным номером. В то же время такие фильтры, как известно, существенно искажают энергетический спектр по профилю пучка тормозного излучения. Во втором случае очень усложнено проектирование и изготовление составной мишени и не обеспечивается оптимизация выхода тормозного излучения из мишени.

В предложенном техническом решении регулирующим параметром интенсивности тормозного излучения по профилю

30 пучка является толщина мишени. При этом предлагается испольэовать генерирующую ее часть, а не поглощающую.

На графике зависимости интенсив« ности тормозного излучения от толщи35 ны мишени видно, что с увеличением. сечения мишени интенсивность растет до максимального .значения „„ а затем (из-за увеличения коэффициента

Ы) падает. Отсюда следует, что если

40 задаться равномерным распределением интенсивности излучения по полю облучения, его можно получить изменением толщины мишени в сечениях, нормальных падающему пучку, причем тол45 щина сечений не должна пРевышать t

Ф 1 1308

Изобретение относится к выходным устройствам ускорителей и может быть использовано для преобразования энергии пучка ускоренных элементар- ° ных частиц в энергию пучка тормозного излучения с равномерным распредеite8HeM интенсивности по его сечению. . Целью изобретения является увеличение проникающей способности тормозного излучения в тканеэквивалентной среде для электронов энергией выше

10 ИэВ за счет "ужесточения" спектра тормозного Излучения.

На фиг. 1 изображена мишень для генерирования тормозного излучения, формирующая равномерные дозные поля на фиг..2 — показан график изменения .интенсивности тормозного излучения в зависимости от толщины мишени.

В работе Ковалева В.П.",Вторичные излучения ускорителей электронов" показано,что число фотонов, образовавшихся в Мишени толщиной t в энер" гетическом интерване Е + dE, может быть выражено формулой

Ф

dh db

dE

pf Я- — -dt

dE (1) о где - — — эффективное сечение тормоэdE ного излучения индуцирующих частиц (электронов) энер-. гией Е . Я вЂ” число ядер в 1 см материала мишени;

Ы - коэффициент, учитывающйй поглощение тормозного излучения в материале мишени.

Верхний предел интегрирования

I взят t, вместо t чтобы показать нулевой вклад от фотонов энергией Е, большей энергии электронов на глубине t

Полная интенсивность пучка тормозного излучения определяется согласно выражению макс

I " — -EdE

dn

dE (2) Выражение, описывающее .зависимость убывания толщины мишени от пе

50 риферии к центру, может быть получено иэ анализа угловой зависимости ин" тенсивностя тормозного излучения и зависимости интенсивности тормозного излучения от толщины мишени, ко55 торая имеет вид о где Б„„„- граничная энергия тормозного излучения.

Из уравнения (1) видно, что на выход фотонов тормозного излучения, а значит, и er o интенсивность оказывают влияние. три параметра: Ы, 0 и t. уменьшить коэффициент ю от периферии к центру пучка можно введением

I(9) — — — — — — — >

Т. (О) (Э), Е 8

1+(— --)

1,73

dI г р ф

de dr (4),. где r - радиус генерирующей части иишени, м; р(- коэффициент пропорциональности, меняющийся от 1 до 25

2,5 в зависимости от энергии падающих частиц.

Решение дифференциального уравнения (4) с учетом (3) дает выражение для определения толщины мишени 30

3 . 13081 где T(9), Т(0) - интенсивность тормозного излучения для угла регистрации и для центрального луча пучка соответ5 ственно;

8 — угол между центральным лучом пучка и направлением регистрации тормозного fg излучения;

Š— энергия падающих о частиц, ИэВ.

Полагая, что интенсивность тормозного излучения с ростом толщины 15 ,мишени до Ср„ растет линейно, можно записать

68 4

Эспериментально установлено, что использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить проникающую способность тормозного излучения в тканеэквивалентной среде для электронов энергией выше 10 МэВ.

Формула из обретения

Иишень для генерирования тормозного излучения, формирующая рав-. номерные доэные поля, выполненная из материала переменной толщины с высоким атомным номером, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения проникающей способности ториозного излучения в тканеэквивалентной среде для электронов энергией выше 10 МэВ, мишень выполнена с толщиной, уменьшающейся от периферии к центру.

2. Иишень по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что толщина мишени

t(Mg определяется выражением

1

+ gg t (— — — -- — — — 7--— опт Рпт 1 + 0 57(E )

)

+ 0 57(E0r r„акс) где „

1+О, 57 (Еог /гиок)"

Е

О г wc 1

t t У ( рот а onr 1+О, 57 (Ео) !о где г„- иаксичальный радиус. генеююкс рирующей части мишени, м.

Очевидно, что варьируя толщину мишени в различных ее сечениях, можно формировать не только равномерные поля, но и поля с заданным распределением Интенсивности по п лю об у- 45 чения. толщина мишени на краях, соответствующая максимальному выходу тормозного излучения для данного материала, м; граничная энергия тормозного излучения, ИэВ; радиус генерирующей части мишени, м; максимальный радиус гене" рирующей части мишени, м коэффициент пропорциональности, меняющийся от 1 до

2,5 в зависимости от энергии падающих частиц.

1308168

Х4г/ау

Фик8

Составитель И.Зацепина . Редактор Т.Орловская Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 1538 Тираж 665 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4