Optimization of bremsstrahlung characteristics for irradiating thick objects

Abstract

The characteristics of bremsstrahlung (BS) irradiated at different angles from a three-layer converter made of Ta, water, and Fe, the electron energy is 7.5 MeV, was investigated. It is shown that Ta thickness increasing leads to increasing of Eₐᵥ – the average energy of BS, but Eₐᵥ decrease with increasing BS emitted angle relative to the electron trajectory. It is shown that the depth-dose distribution of the irradiated polyethylene depends on both the incident angle on the surface and the spectral composition of BS. For double-side irradiation, the maximum object thickness depends on the BS angle interval at a fixed dose inhomogeneity DUR. The use of BS filters made of heavy materials was proposed for irradiation of materials requiring high depth-dose uniformity (small DUR values).

Досліджено характеристики гальмівного випромінювання (ГВ), що виходить під різними кутами з тришарового конвертера з Ta, води та Fe, енергія електронів 7,5 МеВ. Показано, що збільшення товщини Ta призводить до зростання Eₐᵥ – середньої енергії BS, але Eₐᵥ падає зі зростанням кута вильоту ГВ відносно траєкторії електрона. Показано, що розподіл дози по глибині поліетилену, що опромінюється, залежить як від кута падіння на поверхню, так і від спектрального складу ГВ. Для двостороннього опромінення максимальна товщина об’єкта залежить від інтервалу кутів ГВ за фіксованого значення неоднорідності дози DUR. Запропоновано використання фільтрів ГВ із важких матеріалів при опроміненні матеріалів, що вимагають високої однорідності дози по глибині (малі значення DUR).

Исследованы характеристики тормозного излучения (ТИ), выходящего под разными углами из трехслойного конвертера из Ta, воды и Fe, энергия электронов 7,5 МэВ. Показано, что увеличение толщины Ta приводит к росту Eₐᵥ – средней энергия BS, но Eₐᵥ падает с ростом угла вылета ТИ относительно траектории электрона. Показано, что распределение дозы по глубине облучаемого полиэтилена зависит как от угла падения на поверхность, так и от спектрального состава ТИ. Для двустороннего облучения максимальная толщина объекта зависит от интервала углов ТИ при фиксированном значении неоднородности дозы DUR. Предложено использование фильтров ТИ из тяжелых материалов при облучении материалов, требующих высокой однородности дозы по глубине (малые значения DUR).