四路并联二极管辐射X射线场参数计算

利用二极管的电压、电流计算了发射电子束能谱参数,建立了四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了辐射X射线场参数;将四路并联二极管的每个二极管划分为若干小单元,将其作为点源,采用数值积分的方法计算了辐射X射线剂量分布,并分析了空间不同位置处每路二极管对剂量的贡献。结果表明:真空中,距离四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量为3.55mJ/cm2,光子平均能量为62.18keV,120keV以下的光子占辐射X射线谱总能量的81.84%,电子束转换效率为0.30%;在2 700cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性分别为3.20和6.31;在2 000cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性均小于2。     

利用EGS4程序对复合耙的初步研究

为了使X射线能谱硬化以利于放射治疗,国外中、高能医用加速器较多采用复合靶技术。本工作利用EGS4程序对复合靶进行了初步研究,模拟了不同能量电子入射到复合靶所产生光子和电子的剂量分布。计算表明：采用结构为2mm厚钨靶片,再加上3mm厚的铜或10mm厚的石墨作过滤片的复合靶后,电子剂量降为仅用钨靶剂量的10％,光子剂量仍保持最佳值,且光子的平均能量得到提高。此复合靶达到硬化X射线和降低电子污染的预期目标。     

X射线能谱过滤的MC模拟研究

能量低于300 keV且能谱简单的稳定放射性核素较少,作为替代,利用X射线机产生X射线,并经过不同厚度的材料的过滤,可以得到用于对辐射防护仪器进行校准和确定其能量响应和角响应的一系列规定辐射质的参考辐射。由于材料的质量衰减系数与X射线在物质中各种作用过程有关,并强烈的依赖于光子的能量,基于这一物理现象,可以通过X射线在物质中的衰减规律,计算产生规定辐射质的过滤材料的厚度。针对过滤材料的厚度这一问题,本文运用Geant4程序模拟了不同能量的电子打靶,统计韧致辐射的X射线,以获得计算所需X射线能谱,再由文中滤片厚度计算方法,计算产生规定辐射质过滤材料的厚度。模拟计算的结果显示,过滤后的X射线能谱能够很好的满足标准要求,从而验证了能谱过滤的理论计算的合理性。     

低空气比释动能率和窄谱系列过滤X射线参考辐射能谱测量和分析

利用HPGe探测器能谱仪对已经建立的低空气比释动能率和窄谱两个系列的过滤X射线参考辐射进行了实验测定,通过蒙卡模拟方法建立了探测系统的模型,模拟计算能量6 keV～305 keV间隔1 keV的响应矩阵,利用反卷能谱法得到参考辐射场的注量谱,进而计算了各参考辐射的平均能量、能量分辨率、半值层、同质系数、从空气比释动能到...     

不同能量光子辐照电缆响应规律研究

利用时域传输线(TL)方法计算了不同能量光子辐照同轴屏蔽电缆时的响应规律。计算结果表明：光子能量不同时,电缆介质层中沉积电荷分布不同导致电缆响应极性发生了变化;光子能量增大到一定值后,响应变化幅度很小;1MeV的单能电子经钽靶发生韧致辐射后在电缆上的瞬态辐照响应是前向电子和光子在电缆上响应的综合,两者在电缆上的电压响应均为负值,幅度差别在1.8倍以内;钽靶后面增加一定厚度的铝材料,可明显减小前向电子在电缆响应中的比例。     

光子在组织等效介质中产生的次级电子能量分布研究

本文探讨了不同能量光子在组织等效物质中产生的次级电子在能量上的分布规律.依据理论分析和计算,明确了水作为组织等效材料的合理性,利用MC方法中粒子输运技术,对光子在介质中行为进行了真实模拟.通过大量模拟计算,得到了不同能量光子与介质中原子(H、O)相互作用的事件类型的比例分布情况以及在这些事件中产生的次级电子能量分布的真实情形.光子能量小于28keV时,光子与介质原子之间的作用以光电效应为主;能量为28～30keV的光子,光电效应与康普顿散射几率大致相等;能量大于30keV的光子,康普顿散射事件逐步占据主导地位,这种事件几率随光子能量的增加而增大.     

CIAE Application of Patent in 2004

高气压组织等效电离室内中子（尤其是高能中子）的输运过程是中子、光子、质子以及电子等粒子的复杂的偶合输运过程，使用Geant4程序模拟该输运过程，并在Linux6．2操作系统下利用Geant4软件计算了有铝层和无铝层，次外层材料为A—150组织等效材料，厚度分别为2、5、10、20mm，平行入射的单能中子的能量分别为1、100、500keV和2、10、14、20、30、50、80、100MeV时，以及有铝层、次外层材料为聚乙烯，厚度为5mm，平行入射的单能中子的能量分别为0．0253eV、100eV、lkeV、100keV、500keV、2MeV、10MeV、14MeV、20MeV、30MeV、100MeV时的中子沉积能量。在中高能入射中子能量条件下，计算结果与实验数据基本符合。     

利用EGS4程序对复合靶的初步研究

为了使Ｘ射线能谱硬化以利于放射治疗国外中,高能医用加速器较多采用复合靶技术。本工作利用ＥＧＳ４程序对复合靶进行了初步感觉敢不同能量电子入射到复合靶所产生光子和电子的剂量分布。计算表明：采用结构为２ｍｍ厚钨靶片,再加上３ｍｍ厚的铜或１０ｍｍ厚的石墨作过滤片的复合靶后,电子剂量降为仅用钨靶剂量的１０％,光子剂量仍保持最佳值,且光子的平均能量得到提高。     

带有透射窗的背散射式探测器

本文提出了用于~(57)Fe穆斯堡尔谱测量的带有透射窗的高分辨、背散射式探测器的设计,用它可测内转换电子或6.3keV的转换X射线。探测器对6.3keV X射线的能量分辨率是18％,对14.4keV的γ光子能量分辨率是13％,并且对较低能量粒子呈现出更高的检测效率。 这种在样品盒内设置透射铍窗的探测器结构非常适于组成双通道穆斯堡尔谱仪,有利于同时进行吸收谱与背散射谱的测量。     

450 kV X射线参考辐射场附加过滤初步研究

正利用蒙特卡罗程序对450kV X光机建立模型,首先计算各参考辐射质下的原级谱及平均光子能量;随后依据平均光子能量,并结合MCNP模拟结果对附加过滤进行初步研究。1光机模型建立与原级谱计算首先,依据YXLON 450kV X光机实际尺寸,经概化后利用蒙特卡罗方法建立光机模型,光机阳极靶材料为钨,靶角为30°,固有过滤为5mm Be。随后,通过电子运输得到250～450kV管电压下X射线原级谱,模拟结果如图1所示。     

Photon and positron production by ultrahigh-intensity laser interaction with various plasma foils

The generation of γ photons and positrons using an ultrahigh-intensity laser pulse interacting with various plasma solid foils is investigated with a series of quantum electrodynamic particlein-cell(PIC) simulations. When ultrahigh-intensity lasers interact with plasma foils, a large amount of the laser energy is converted into γ photon energy. The simulation results indicate that for a fixed laser intensity with different foil densities, the conversion efficiency of the laser to γphotons and the number of produced photons are highly related to the foil density. We determine the optimal foil density by PIC simulations for high conversion efficiencies as approximately 250 times the critical plasma density, and this result agrees very well with our theoretical assumptions. Four different foil thicknesses are simulated and the effects of foil thickness on γ photon emission and positron production are discussed. The results indicate that optimal foil thickness plays an important role in obtaining the desired γ photon and positron production according to the foil density and laser intensity. Further, a relation between the laser intensity and conversion efficiency is present for the optimal foil density and thickness.     

15 MeV～3 GeV电子加速器90°方向光子源项研究

韧致辐射光子是电子加速器屏蔽设计中的重要源项。为研究90°方向光子源项特征以及靶体半径和厚度对90°方向光子源项的影响,采用蒙特卡罗程序MCNPX27对15 MeV～3 GeV电子束轰击铁靶后的辐射源项进行计算。分析了90°方向光子辐射剂量、光子能谱等源项随靶厚度和半径的变化。通过与0°方向光子源项以及靶体内级联电子沉积能量进行对比,进一步分析了90°方向的光子源项特点。结果表明,90°方向光子能量主要集中在10 MeV以内,光子能谱形状与入射电子能量关系较小。受级联电子在靶内能量沉积程度及靶体对光子自吸收的共同影响,靶体半径和厚度是影响90°方向光子源项的重要因素。在电子加速器的屏蔽设计中应考虑靶体尺寸差异所带来的影响,同时建议针对束流90°方向和0°方向光子源项的差异,对加速器辐射屏蔽和防护进行优化设计。     

电子辐照加速器屏蔽墙中预埋管道倾角对辐射防护性能影响的蒙特卡罗计算

电子辐照装置屏蔽墙中总存在一些较大口径的管道如辐照电缆传输孔道,这些管道的存在势必会降低屏蔽体的局部屏蔽能力。为定量评估管道对屏蔽效果的影响,本文以3 MeV电子辐照加速器为例,采用蒙特卡罗MCNP程序分别模拟计算了电子打靶以后产生的能谱中1 MeV以下和1 MeV以上不同单能光子入射同一屏蔽体时,管道以不同角度穿透屏蔽墙时管道出口处及屏蔽墙外辐射场分布;并比较了在不同墙厚下这两个能段对管道出口处辐射场的影响程度。计算结果表明:不同单能光子入射屏蔽体,在管道穿墙角度≥45°时,管道出口处辐射场变化不再明显,对于1 MeV以下的低能光子在墙外的透射辐射场基本可忽略,对于1 MeV以上的能量光子,其墙外光子透射辐射场随角度增大影响显著;随着墙厚增加,低能光子衰减越显著,高能光子在管道穿墙夹角设计中越占据了主导地位。     

Analysis of mixed <Emphasis Type="Italic">e,X</Emphasis> radiation along the extraction facilities of electron accelerators

When an electron accelerator operates in the bremsstrahlung generation regime, the initial beam is transformed in the extraction facilities of the accelerator into a flux of secondary particles – electrons and bremsstrahlung photons (e,X radiation). The ratio of the radiation components in a given plane depends on the initial energy of the electrons and the thickness and materials used for the extraction components. This article describes a simplified method for evaluating the main characteristics of e,X radiation in the radiation formation channel. The method is based on measuring the thickness of the components of the channel in units of electron path lengths in the continual stopping approximation. This makes it possible to express the radiation characteristics of materials with a wide range of atomic numbers (7–73) and electron energies (5–100 MeV) in a unified form. The possibilities of the method are demonstrated by the results of a simulation using the PENELOPE/2006 system of computer programs. Translated from Atomnaya énergiya, Vol. 106, No. 4, pp. 220–224, April, 2009.     

放疗污染电子来源及去除方法的Monte Carlo模拟研究

利用Monte Carlo程序模拟研究了放射治疗过程中污染电子的产生规律及剂量学特性,并进一步研究充氦及安置铅过滤板两种方法减少污染电子的效果.结果表明:污染电子主要来源于加速器机头和空气的散射,并随射野面积和初级光子束能量的增加而增加;充氦能够有效地减少初级光子束与空气反应产生的污染电子;安置铅过滤板能够有效减少机头...     

Preliminary evaluation of beam dump for high current electron beam at JNC

A high current electron beam is required for transmuting fission products using gamma rays. Elemental technology for a linac that generates a high current beam in an efficient and stable manner is being developed at Japan Nuclear Cycle Development Institute (JNC). A beam dump for the high current, low energy electron beam (20 mA, 10 MeV) from this accelerator has been constructed and tested at JNC. A Ring and Disk (RD) structure was adopted to absorb the beam safely and to analyze the beam condition in real time. The thermal and stress analysis showed that a 200 kW electron beam could be securely stopped. The performance of the beam dump was evaluated using a beam of 7.0 MeV and an average current of 0.84 mA. The measured results showed that the electrons transported from the accelerator were completely absorbed. The temperature rise of the plates and the 1 cm dose equivalent rate of bremsstrahlung photons were consistent with the simulation data. In addition, the beam dump was found to be capable of monitoring the beam condition directly from the temperature distributions and peak current.     

在电子驻波直线加速器上获得小束斑电子束

近年来高效率探测器阵列数字辐射照相技术已经用于无损探伤实时在线图象处理检测。厚在则重的关键部位的微小缺陷，需要用加速器产生的高能电子束作为焦点打靶产生Ｘ射线进行无损探伤检测。     

Measurements of Lα, Lβ X-ray production cross sections of Bi by 17-40 keV electron impact

We present results of measurements of L_α, L_β X-ray production cross sections for the element Bi (Z = 83) by 17-40 keV electron impact. The target used in the experiment was prepared by evaporating the element Bi to the thick pure carbon substrate. The effects of multiple scattering of electrons when penetrating the target film, of electrons reflected from the thick pure carbon substrate and of bremsstrahlung photons produced by the impact of incident electrons on the target are corrected by means of Monte Carlo simulation. The experimental data, reported here for the first time in the energy region of 17-40 keV, are compared with the DWBA theory and the PWBA-C-Ex theory. They are in good agreement.