Мишень для генерирования тормозного излучения

(51)5 Н 05 Н 5/02, б/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕНЕРИРОВАНИЯ ТОРМОЗадиОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ й АВЧ"ОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) Ковалев В.П., Харин В.П., Гордеев В.В., Филаненок. Формирование равномерных дозных полей тормозного излучения высоких энергий посредством выравнивающих мишеней. Мед. р ология, 1970, У 5, с. 49.Ковалев В.П, Вторичные излучения ускорителей электронов. М.: Атомиздат, 1979.ВгаЬпе А, Ечепвзоп Н. Кай 1 ай 1 оп Ьеаш сЬагасьегдзсз оГ а.22 Меч. М 1 сгоЬогоп Асга Кадс 11979, 18, 244.(54) МИШЕНЬ ДЛНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ(57) Изобретеустройствам ниспользованогии пучка усктиц в энерги,чения,Цельпроникающей сизлучения в ткдля электроноДля д.остиженивыполненной иатомным номерриферии к ценражением, приВарьируя толее сечениях,только равномс заданным раности по полю ние относится к выходнымакопителей и может бытьдля преобразования энероренных элементарных час. ю пучка тормозного из"изобретения - увеличениепособности тормозногоанеэквивалентной средев энергией выше 10 МэВ.я цели толщина мишени, з материала с высоким ом, уменьшается от петру в соответствии с выведенным в описании. а щину мишени з различных можно формировать не ерные поля, но и поля спределением интенсивоблучения. 1 ил.Ф 1 1308Изобретение относится к выходнымустройствам ускорителей и может бытьиспользовано для преобразованияэнергии пучка ускоренных элементарных частиц в энергию пучка тормозного излучения с равномерным распределением интенсивности по его сечению.. Целью изобретения является увеличение проникающей способности тормозного излучения в тканеэквивалентнойсреде для электронов энергией выше10 ИэВ за счет "ужесточения" спектратормозного излученияНа Фиг. 1 изображена мишень длягенерирования тормозного излучения,ФоРмирующая равномерные дозные поляна фиг.,2 - показан график изменения .интенсивности тормозного излучения в зависимости от толщины мишени,В работе Ковалева В.П.",Вторичныеизлучения ускорителей электронов"показано,что число фотонов, образовавшихся в Мишени толщинойв энер"гетическом интерваае Е + ЙЕ, можетбыть выражено ФормулойФЙй й 6ЙЕр Я. - -ЙСДЕ(1) где - -- эффективное сечение тормоэйЕного излучения индуцирующихчастиц (электронов) энергией Е. Я - число ядер в 1 см материала мишени;Ы - коэффициент, учитывающййпоглощение тормозного излучения в материале мишени.Верхний предел интегрирования взятС , вместо С, чтобы показать нулевой вклад от фотонов энергией Е, бопьшей энергии электронов на глубине с.Полная интенсивность пучка тормозного излучения определяется согласно выражениюЕ ваксф - -ЕЙЕЙдЙЕ ф(2) Выражение, описывающее .зависи"мость убывания толщины мишени от пе 5 О рнферии к центру, может быть получено иэ анализа угловой зависимости ии"тенсивностя тормозного излучения и зависимости интенсивности тормозно" го излучения от толщины мишени, ко торая имеет вид огде Б- граничная энергия тормозного излучения,Из уравнения (1) видно, что навыход фотонов тормозного излучения,а значит, и его интенсивность окаэы.вают влияние. три параметра: Ы, 0 и й.Уменьшить коэффициент о от периферии к центру пучка можно введением 168 2в пучок конусообразного поглотителявыравнивающего фильтра или утолщениеммишени сравнительно с толщиной,соответствующей оптимальной (максималь" 5 ной) интенсивности тормозного излучения. Уменьшить параметр И от краевмишени к центру можно; концентрируяв центре мишени материалы с нужныматомным номером.Оба этих способа регулированияинтенсивности тормозного излучения попрофилю пучка имеют .свои недостатки.В первом случае практически не уменьшаются габариты выходного устройства, а если и сокращаются размерыфильтровой части мишени, то толькоза счет использования материала с высоким атомным номером. В то же времятакие фильтры, как известно, существенно искажают энергетическийспектр по профилю пучка тормозногоизлучения. Во втором случае очень усложнено проектирование и изготовлениесоставноймишени и не обеспечиваетсяоптимизация выхода тормозного излучения из мишени.В предложенном техническом решении регулирующим параметром интенсив"ности тормозного излучения по профилю 30 пучка является толщина мишени. Приэтом предлагается испольэовать генерирующую ее часть, а не поглощающую.На графике зависимости интенсивности тормозного излучения от толщи ны мишени видно, что с увеличениемсечения мишени интенсивность растетдо максимального .значенияа за"тем (из-за увеличения коэффициентаЫ) падает. Отсюда следует, что если 40 задаться равномерным распределениеминтенсивности излучения по полю об"лучения, его можно получить изменением толщины мишени в сечениях, нормальных падающему пучку, причем тол щина сечений не должна превышать С,на краях мишени. 1(9 )-------1(0)(4),где г - радиус генерирующей частимишени, м;с( - коэффициент пропорциональности, меняющийся от 1 до 252,5 в зависимости от энергии падающих частиц.Решение дифференциального уравнения (4) с учетом (3) дает выражение для определения толщины мишени 30 3 13081 где 1(9), 1(0) - интенсивность тормозного излучениядля угла регистрациии для центральноголуча пучка соответ 5ственно;В - угол между центральным лучом пучка инаправлением регистрации тормозного 10излучения;Е - экергия падающихочастиц, ИэВ.Полагая, что интенсивность тормозного излучения с ростом толщины 15 ,мишени до Ср растет линейно, можно записать 68 4Эспериментально установлено, что использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить проникающую способность тормозного излучения в тканеэквивалентной среде для электронов энергией выше 10 МэВ.Формула из обретенияИишень 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 тормозного 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 См 3 определяется выражениемУгде С 11+0,57(Е г/г)1 Н 35 г макс1СС + С (1+0,57 (Е) Мф где г - максичальный радиус. генемксрирующей части мишени, м. 40Очевидно, что варьируя толщину мишени в различных ее сечениях, можно формировать не только равномерные поля, но и поля с заданным распределением интенсивности по полю облу чения. толщина мишени на краях, соответствующая максималь" ному 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.едакт а Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у оект 538 Тираж ЯИИПИ Государственно по делам изобретени 13035, Москва, Ж,г/аиФикг 65 Подписноо комитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5