37

1. Основные конструкционные элементы радиационно-технологической линии, работающей на основе ускорителя электронов и их характеристики.

Ускоритель выдает электронный пучок, он проходит между полюсами магнита, на который подается пилообразное напряжение, вследствие чего пучок отклоняется попеременно то в одну, то в другую сторону=>на выходе из сканера получаем сканирующий пучок. Далее как на нижнем рисунке может стоять ряд магнитов для выпрямления сканирующего пучка (параллельный пучек получится в результате). Под пучком движется конвейер с упаковками, которые нужно облучить.

Параметры ускорителя: средний ток пучка, длительность импульса и частота повторения в импульсных ускорителях, спектр энергий электронов, диаметр пучка и пространственное распределение интенсивности пучка.

Параметры сканирующей системы: режим работы, треугольное или параллельное сканирование; форма тока в магнитах сканирующей системы; частота повторения сканирования; угловое распределение пучка электронов на выходе сканирующей системы; параметры выходного окна для электронного пучка + см. на рисунке.

Параметры конвейерной линии: скорость и геометрические характеристики.

Параметры облучаемых продуктов: геометрические размеры; соединения элементов мишени(продукта) и плотность; материал и размеры упаковки..

Режими облучения: одно- , двух- и т.д. сторонее облучение.

2. Основные конструкционные элементы радиационно-технологической линии, формирующей пучки тормозного излучения и их характеристики.

См. выше. + между сканирующим устройством и мишенью(продуктом) размещаем конвертор(для генерации тормозного излучения). Ускорители электронов служат также для генерации тормозного рентгеновского излучения. Тормозное излучение возникает при взаимодействии электронов с электрическим полем атомных электронов материала мишени. Это излучение имеет непрерывный спектр от нуля до максимальной энергии, соответствующей энергии электронов. Тормозное излучение отличается от электронного излучения большей проникающей способностью. Для получения тормозного излучения пучок электронов направляют на мишень из металла с большим атомным номером, например, вольфрам, тантал и др. Далее за металлом там же находится охладитель и поглатитель(поглатитель электронов, чтобы пропускал только гамма-излучение).

Параметры конвертора с системой охлаждения: геометрические характеристики, толщины слоев и охладителя, материалы, расстояние до конвертора от выходного окна сканирующей системы.

Geometrical models of radiation facility with X-ray converter

and moving conveyor for simulation X-ray processing

F ig.1. Scheme of radiation facility with X-ray converter, cooling system and moving conveyor for triangular scanned EB.

F ig.2. Scheme of radiation facility with X-ray converter, cooling system and moving conveyor for non-diverging (parallel ray) scanned EB.

3. Основные конструкционные элементы радиационно-технологической линии, формирующей поток гамма излучения от радионуклидных изотопов и их характеристики.

Геометрические модели индивидуальны. Характеристики источника: активность, период полураспада, срок службы. Если конвейер как на рис.2б, то контейнер должен пройти все позиции вокруг источника.

В качестве радионуклидов в радиационных технологиях и радиационной химии использу­ется обычно ⁶⁰Со, реже ¹³⁷Cs, как источники γ-излучения. Гамма излучение имеет внутриядерное происхождение. Оно возникает при переходе ядра из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией. Излучение радионуклидного источника моноэнергетично или не является характеристическим, т.е. обладает несколькими дискретными энергиями.

Так, для изотопа ⁶⁰Со имеются две дискретные линии с энергиями фотонов 1,33 и 1,17 МэВ. Для ⁶⁰Со период полураспада составляет 5,3 года.

Для изотопа ¹³⁷Cs период полураспада составляет 30 лет,

энергией фотона 0,66 МэВ.

Пример формирования плоского радиоизотопного гамма источника ⁶⁰Со для радиационных технологий приведен на Рис. 1. а и Рис.2. а, б.

Облученный кобальтовый материал в форме кобальтовых таблеток диаметром

8.5 мм и высотой 2 мм герметизирован в первичные активированные капсулы из нержавеющей стали. Геометрические размеры капсул (наружный диаметр — 11 мм; длина — 450 мм), см. Рис.1. а. Из капсул набирают модуль, который содержит до 50 капсул, см. Рис. 1. б. Из модулей собирают плоский радиоизотопный источник необходимой активности и размера.

На Рис.2а. приведен пример плоского радиоизотопного источника, состоящего из 4-х модулей.

На Рис.2б. приведен пример расположения облучаемой продукции в упаковке вокруг плоского радиоизотопного гамма источника.

а) б)

Рис. 1. Геометрическая модель капсулы радиоизотопного источника ⁶⁰Со.

а) б)

Рис. 2. а) Геометрическая модель плоского радиоизотопного источника.

б) Расположения облучаемой продукции в упаковке вокруг плоского

радиоизотопного гамма источника.