Operation of an industrial electron accelerator in a double-beam e,X-mode

Abstract

Analysis of mixed e,X-radiation formation in output devices of an industrial electron accelerator is conducted. The possibility is demonstrated to obtain an extra radiation channel on the basis of a practically free source of Xrays simultaneously with the main channel of product processing with electron beam. The conditions of production of the secondary radiation in the state of electronic equilibrium at product treatment with scanning electron beam in the main radiation channel are studied by means of computer simulation. The dependence of spatial radiant characteristics of the X-ray radiation on the spectrum of a primary electron beam and surface density of a treated load has been established. For an industrial accelerator LU-10 of NSC KIPT, the regime of object processing in the extra radiation channel is examined. The results of calculation of the X-ray dose rate and its spatial distribution are in good agreement with the experimental data. The comparative capacity of both radiation channels of the plant is analyzed. The extra radiation source can be used for the execution of non-commercial programs like sanitation of cultural artefacts.

Проведено аналіз умов формування змішаного е,Х-випромінювання у вихідних пристроях промислового прискорювача електронів. Показана можливість отримання одночасно з основним каналом опромінювання продукції пучком електронів додаткового радіаційного каналу на основі практично безкоштовного джерела гальмівних фотонів. Методом комп'ютерного моделювання вивчені умови отримання вторинного випромінювання в стані електронної рівноваги при проведенні обробки продукції скануючим пучком електронів в основному радіаційному каналі. Отримана залежність просторово-енергетичних характеристик гальмівного випромінювання від спектра первинного пучка електронів і поверхневої щільності оброблюваного ним вантажу. Для промислового прискорювача ЛУ-10 ННЦ ХФТІ досліджені умови обробки об'єктів у додатковому радіаційному каналі. Результати розрахунку потужності дози гальмівного випромінювання та її просторового розподілу задовільно узгоджуються із зміряними в експерименті. Отримані дані з порівняльної продуктивності установки в обох радіаційних каналах. Додаткове джерело випромінювання може бути використане для проведення некомерційних програм (наприклад, санітарної обробки об'єктів культурної спадщини).

Проведен анализ условий формирования смешанного е,Х-излучения в выходных устройствах промышленного ускорителя электронов. Показана возможность получения одновременно с основным каналом облучения продукции пучком электронов дополнительного радиационного канала на основе практически бесплатного источника тормозных фотонов. Методом компьютерного моделирования изучены условия получения вторичного излучения в состоянии электронного равновесия при проведении обработки продукции сканирующим пучком электронов в основном радиационном канале. Получена зависимость пространственноэнергетических характеристик тормозного излучения от спектра первичного пучка электронов и поверхностной плотности обрабатываемого им груза. Для промышленного ускорителя ЛУ-10 ННЦ ХФТИ исследованы условия обработки объектов в дополнительном радиационном канале. Результаты расчета мощности дозы тормозного излучения и ее пространственного распределения удовлетворительно согласуются с измеренными в эксперименте. Получены данные по сравнительной производительности установки в обоих радиационных каналах. Дополнительный источник излучения может быть использован для проведения некоммерческих программ (например, санитарной обработки объектов культурного наследия).