Application of cathodoluminescence for on-line monitoring of regime of an industrial electron accelerator

Abstract

Continuous monitoring of critical parameters of an industrial electron accelerator provides quality of product processing. For that purpose, the methods of contact-free diagnostics of processing regime are developed. One of them is based on application of a wide-aperture stack-monitor for on-line measurement of beam current, electron energy, and also the mean absorbed dose over the plain of beam scanning in an irradiated object [1]. In the work, the conditions of application of cathodoluminescence (CL), accompanied action of accelerated electrons on amorphous dielectrics, for adjustment of the stack-monitor, and also for measuring in on-line mode the dose in a point of control as well as of distribution of the electron flux density on the surface of the object, is studied. It is shown, that titanium dioxide, keeping the radiation-optical yield at an accumulated dose of up to 4 MGy, can be considered as a promising material for manufacturing of CL detector.

Безперервний моніторинг критичних параметрів промислового прискорювача електронів забезпечує якість обробки продукції. З цією метою розробляють методи безконтактної діагностики режиму обробки. Одним з таких методів є on-line моніторинг струму пучка, енергії електронів і середнього значення поглинутої дози в оброблюваному об’єкті в площині сканування пучка, що базується на використанні широкоапертурного стек-монітора. Досліджені умови застосування катодолюмінесценції (КЛ), яка супроводжує дію прискореними електронами на аморфні діелектрики, для юстирування стек-монітора, а також вимірювання в on-line режимі величини поглинутої дози в контрольній точці та розподілу щільності потоку електронів на поверхні оброблюваного об'єкту. Показано, що як перспективний матеріал для виготовлення КЛ-детектора може бути використаний діоксид титану, який зберігає величину радіаційно-оптичного виходу при інтегральній поглинутій дозі до 4 МГр.

Непрерывный мониторинг критических параметров промышленного ускорителя электронов определяет качество обработки продукции. С этой целью разрабатывают методы бесконтактной диагностики режима обработки. Одним из таких методов является on-line мониторинг тока пучка, энергии электронов и среднего значения поглощенной дозы в плоскости сканирования пучка, основанный на использовании широкоаппертурного стек-монитора. Исследованы условия применения катодолюминесценции (КЛ), сопровождающей воздействие ускоренными электронами на аморфные диэлектрики, для юстировки стек-монитора, а также измерения в on-line режиме величины поглощенной дозы в контрольной точке обрабатываемого объекта и распределения плотности потока электронов на его поверхности. Показано, что в качестве перспективного материала для изготовления КЛ-дозиметра может быть использован диоксид титана, который сохраняет величину радиационно-оптического выхода при интегральной поглощенной дозе до 4 МГр.