Способ измерения энергии ускоренных электронов

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 191 О) Н 7/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 5АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0 с рини поли.Кирова т рителя. о 1в Ггошй епегяуо 1," ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательскийтут электронной интроскопииТомском Ордена Красного Знамтехническом институте им.С.М(56) 1. Балашов А.П. Простойизмерения энергии в пучке ускПТЭ 1974, У 1 с, 27.2, .РЛ,А 1 шопд ТЬе рЬув 1 сашеавпгешепйв оГ е 1 есггоп Веаш6 йо 18 печ: аЬвогЬей йоге апсо 1 Ьгагдоп "РЬув. шей. апй В1967, ч 12, Б 1, р. 13-24(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЩИУСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, включающий.регистрацию электронов в поглотителна различных расстояниях от облучамой поверхности поглотителя, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повьппения точности измеренийодновременно регистрируют обратнорассеянные электроны, вьппедшие изнеоблучаемой области поверхностипоглотителя и по результатам обеихрегистраций определяют энергию ускренных электронов.Изобретение относится к ускорительной технике, а конкретнее к способам измерения энергии ускоренныхэлектронов.Известен способ измерения энергии ускоренных электронов, заключающийся в том, что регистрируют раз"дельно токи электронов из слоя поглотителя, прилегающего к поверхности,.и из всего поглотители и по от-10ношению этих токов судят об энергиивлектронов в лучке Ц .Точность этого способа не зависит от нестабильности тока пучкаэлектронов от ускорителя, однако 15мала ввиду сравнительно небольшойчувствительности к изменениям энергии, так как коэффициент пропусканиятолстого прилегающего к поверхностислоя поглотителя слабо зависит от 20энергии электронов в пучке.Известен способ измерения энергииэлектронов в пучке от ускорителя,заключающийся в том, что регистрируют электроны в поглотителе тонкими 25детекторами на двух расстояниях отповерхности поглотителя и по отношению результатов регистраций судят обэнергии электронов в пучке Ц,При расположении тонких детекто- З 0ров на глубинах поглотителя, соответствующих восходящей и нисходящейчастям дозного распределения для диапазона энергий, в пределах которогопроводятся измерения, изменения энергии,электронов в пределах этого диа 35пазона приводят к взаихопротивоположным изменениям результатов регист"раций, что дает повышенную чувствительность к изменениям энергии посравнению с предь 1 дущим способом приотсутствии зависимости от измененийтока пучка электронов. Вместе с тем,точность и этого способа недостаточно выСокая,Цель изобретения - увеличениеточности измерения энергии электронов.Это достигается тем, что в извест ном способе измерения энергии уско1 ренных электронов, включающем регистрацию электронов в поглотителе на различных расстояниях от облучаемой поверхности ноглотителя, одновременно регистрируют обратнорассеянные 55 электроны, вышедшие ив необлучаемой области поверхности поглотителя, и по результатам обеих регистраций определяют энергию ускоренных электро-нов.Для широкого пучка область поверх" ности поглотителя, из которой вообще выходя сбратнорассеянные электроны, мало отличается от поверхности, на которую непосредственно падает пучок. Вместе с тем, это различие является сильно изменяющейся функцией энергии электронов.При регистрации обратнорассеянных электронов, вышедших из поверхности поглотителя ва пределами области, включающей область, на которую непосредственно падает пучок, относительное изменение соответствующего результата 0, является сильно возрастающей функцией энергии электронов в пучке, несмотря на уменьшение рассеивающей способности материала поглотителя с ростом энергии электронов в пучке.При использовании в качестве меры энергии величин типаОпйт. Оц 4Оп+Опгде О, н 0 величины сигналов, характеризующих количество электронов, регистрируемых в поглотителе соответственно вблизи облучаемой поверхности и вдали от нее, чувствительность окизменениям энергии вышер чем для известного способа, мерой энергии электронов которого является Ц, /Б , Крометого, значениене зависит от изменений тока пучка на поглотитель ввидуодинакового влияния их на все резуль-таты регистраций,На фиг.1 изображено устройстводля осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - распределение обратнорассеянных электронов по поверхности поглотителя; на фиг.З - зави- .симость относительного изменения потока обратнорассеянных электронов,вышедших из поверхности поглотителяза пределами дбластир включающей область, на которую непосредственноподает широкий пучок электронов, отэнергии электронов в пучке,Устройство содержит циркониевыйпоглотитель 1, тонкие сцинтилляторы,2 и 3, сцинтиляционные датчики 4и 5, а для регистрации обратнорассеянных электронов, вышедших за пределами области диаметром 2 ТУ сцин845750 При увеличении энергии электронов, в пучке от с до Е 1 различие между диаметром области, из которой вообще выходят обратнораесеянные электроны, и диаметром области, на которую непосредственно падают электроны пучка, увеличивается с одновременным пере; распределением обратнорассеянных электронов в кольцевую область, являющуюся различием между ними. Это приводит к увеличению потока обратно рассеяниых электронов из области потилляционный датчик 6 со сцинтиллятором 7 в сочетании с коллиматором 8, имеющим канал для проводки пучка 9 диаметром 2 г и внешним диаметром торца 10 -2 ТО, находящегося в контакте с поверхностью поглотителя 1.Толщина слоев, в которых регистрируют электроны в поглотителе, при этом намного меньше пробега электронов с начальной энергией электронов в пучке Е в материале поглотителя, причем первому слою соответствует восходящая часть распределения поглощенной дозы по глубине поглотителя, а второму - нисходящая часть. Диаметр же пучка превосходит пробег электронов в материале поглотителя, т.е. пучок является широким. Распределение обратнорассеянных электронов по поверхности поглотителя для широкого пучка показано на фиг.2. Размеры области поверхности поглотителя, из которой вообще выходят обратнорассеянные электроны, при падении на поглотитель широкого пучка определяются в оснбвном размером сечения широкого пучка, однако различие между сечением пучка и областью поверхности, из которой выходят обратнорассеянные электроны является функцией энергии электронов в пучке, При этом за пределами области поверхности диаметром 2 ТО 2 г выходит только небольшая, но испытывающая сильное относительное изменение часть обратнорассеянных электронов, в то время как основная, но испытывающая слабое относительное изменение в зависимости от энергии электронов в пучке часть, выходит в пределах области поверхности, на которую непос- . редственно падает широкий пучок. верхности поглотителя за пределамобласти диаметром 2 ТО, Это явлениесопровождается также уменьшением сростом энергии электронов в пучке5 интегрального коэффициента обратно орассеяния (КОР ) вещества поглотитля, но гораздо более слабым по сра -нению с относительным изменением,обусловленным вьппеописанным явлени м10 определяющим в целом характер изме ения от энергии как близкий к квадр -. тичному.Изменение энергии электронов впучке приводит также к перераспред 15 лению поглощенной дозы в поглотите ев результате которого происходитуменьшение регистрируемой поглощенной энергии в приповерхностном первом слое поглотителя и увеличение20 во втором.Увеличение энергии электронов впучке приводит к уменьшению сигналаЦ 1 детектора 4,. к увеличению сигнала ц детектора 5 и к увеличению си25 нала Ц, детектора 6. При этом величина, например= в визциам1 ц, /ц,меняется в цш/ц, раз сильнее, чемцп/ц которая является мерой энерг иэлектронов в известном способе.На фиг.З показано обусловливающеизменение сигнала 11, расчетное относительное,изменение потока обратнорассеянных электронов Р, вьппедших35вне пределов области диаметром 2 Топри увеличении энергии от 2,4 до6 МэВ. Кривая "а" соответствует КОРВидно, что увеличение Цп, достигает18, в то время как КОР уменьшаетс40при этом в2 раза. В качестве материала поглотителя выгодно использовать материалы с низкой плотностью,но в то же время имеющие высокийатомный номер, для которых распределение поглощенной дозы имеет крутуювосходящую часть и пробег электроновв которых достаточно большой, чтоважно для практической реализацииспособа, особенно для небольшихэнергий, Большая рассеивающая способность таких материалов обеспечиваеттакже хорошее соотношение полезныйсигнал/фон тормозного излучения длядетектора обратнорассеянных электронов,845750 ФснЛЫ сынаи Техред Л,Иикеш к актор ор А.Зимокосо/5 наб., д. иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ктная, 4 4467/1 Тир ВНИИПИ Государ по делам иэ 113035, Моаж 794енного етений а, Ж-З Подписи комитета СССР и открытий , Раушская