Зависимость скорости образования радионуклидов 13N и 15O в воздухе от максимальной энергии и спектра тормозного излучения

Abstract

При использовании электронных пучков в физических экспериментах, медицине и промышленности происходит их конвертирование в тормозное излучение, которое производит радиолиз воздуха практически во всей рабочей камере ускорителя (РК). Запретный период входа в РК при энергии ускоренных электронов выше 30 МэВ определяется концентрацией 13N и 15O в воздухе РК. Однако, в настоящее время в литературе и нормативной документации нет данных для расчета концентрации радиоактивных газов в РК в режиме работы ускорительной установки с тормозным излучением. С помощью пакета GEANT-4 вычислены спектры тормозного и нейтронного излучений, образующихся при взаимодействии электронного пучка с толстой мишенью, а затем и зависимость постоянно скорости образования радионуклидов 13N и 15O в воздухе при энергиях ускоренных электронов от 25 до 100 МэВ. Полученные результаты могут быть использованы для расчета концентраций радиоактивных газов в РК и в атмосферных выбросах.

При використанні електронних пучків у фізичних експериментах, медицині і промисловості відбувається їхнє конвертування в гальмове випромінювання, що робить радіоліз повітря практично у всій робочій камері прискорювача (РК). Заборонний період входу в РК при енергії прискорених електронів вище 30 МеВ визначається концентрацією 13N і 15O у повітрі РК. Однак у літературі і нормативній документації немає даних для розрахунку концентрації радіоактивних газів у РК у режимі роботи прискорювача з гальмовим випромінюванням. За допомогою пакета GEANT-4 обчислені спектри гальмового й нейтронного випромінювань, що утворяться при взаємодії електронного пучка з товстою мішенню, а потім залежність постійно швидкості утворення радіонуклідів 13N і 15O у повітрі при енергіях прискорених електронів від 25 до 100 МеВ. Отримані результати можуть бути використані для розрахунку концентрацій радіоактивних газів у РК і в атмосферних викидах.

While using electron beams in physical experiments, medicine and industry their converting in bremsstrahlung takes place which leads to air radiolysis practically in all accelerating chamber (ACH). Forbidden period of an entrance to ACH at energy of accelerated electrons above 30 MeV is determined by the concentration of 13N and 15O in ACH air. However, now in the literature and normative documentation there is no data for concentration calculation of radioactive gases in ACH in an operational mode of accelerating setup with bremsstrahlung. By means of GEANT 4 package spectra of bremsstrahlung and neutron radiations are calculated, which are formed at interaction of an electron beam with a thick target. Also the dependence of constant rate for l3N and 15O radionuclides production in air are estimated at the energy of accelerated electrons from 25 up to 100 MeV. Obtained results can be used for calculation of concentration of radioactive gases in ACH and in atmospheric emissions.