Production of the short-lived radionuclides for positron-emission tomography: cyclotron or linear electron accelerator

Analysis of the methods of the short-lived positron emitting radionuclides production on linear electron accelerators for positron-emission tomography (PET) was performed. Methods of extraction of short-lived isotopes from the irradiated samples are considered. It is shown that specific activity of radionuclides produced on linear electron accelerators is sufficient for the gamma-camera and PET diagnostic.Проведено аналіз методів напрацювання недовгоживучих радіонуклідів на лінійних прискорювачах електронів для позитронної емісійної томографії. Розглянуто методи здобування недовгоживучих ізотопів із опромінених зразків. Показано, що питома активність радіонуклідів, одержаних на лінійних прискорювачах електронів, може бути достатньою для діагностики на гамма-камерах та для позитронної емісійної томографії.Проведен анализ методов наработки короткоживущих радионуклидов на линейных ускорителях электронов для позитронной эмиссионной томографии. Рассмотрены методы извлечения короткоживущих изотопов из облученных образцов. Показано, что удельная активность радионуклидов, полученных на линейных ускорителях электронов, может быть достаточной для диагностики на гамма-камерах и для позитронной эмиссионной томографии

Intensive X-ray source optimization

Possibility of optimization of an intensive source of the electron radiation in crystals based on the Compton scattering of X-radiation is considered.Розглядається можливість оптимізації джерел інтенсивного рентгенівського випромінювання прискорених електронів з використанням методики на основі комптонівського розсіяння.Рассматривается возможность оптимизации источников интенсивного рентгеновского излучения ускоренных электронов с использованием методики на основе комптоновского рассеяния

Orientation effects in ultrarelativistic electron transmission through a single crystal

The results of experimental investigations of the 1.2 GeV electron transmission dynamics in a thin single crystal of Si are discussed. The interpretation of the electron scattering orientation dependencies measured under different scattering angles is carried out. The existence of scattering direction, where one can observe the scattering intensity independence on the crystallographic plane orientation is shown. Besides the existence of crystallographic axis orientation, where one can observe the region of uniform angle distribution of scattering intensity, is shown

Silicon pad detectors for a simple tracking system and multiplicity detectors creation

Silicon pad detectors are working at room temperatures, what is very convenient for creation of simple tracking system and multiplicity detectors. Silicon pad detectors are studied to create a compact detecting systems for active beam collimation and for gamma-radiation multiplicity measurements. The registration efficiency and spectral distributions of gamma-radiation and electrons were studied using isotope radiation sources. The silicon pad detectors were designed at NSC "KIPT"

Photonuclear transmutation doping of the n-type detector silicon

New experimental quantitative data on the efficiency of photonuclear transmutation doping of n-type detector silicon were obtained. The express technique for measurement of the efficiency of producing the acceptor minority (Al) in high resistant detector silicon was developed. The transmutation doping is studied for increase of the detector silicon resistivity from about 1 to 5 kOhm x cm and for correction of the resistivity distribution over the silicon bulk. The studies of photonuclear doping were performed applying the beams of gamma-bremsstrahlung with Egmax ~ 25 MeV. Using the doping efficiency data, the cost of detector silicon doping was calculated for case of the bremsstrahlung of 25 MeV energy electrons

Gamma-radiation spectra of 1200MeV electrons in thick beryllium, silicon and tungsten single crystals

Gamma radiation spectra of 1200MeV electrons from the single crystals of the beryllium 1.2mm thick, silicon 1.5mm and 15mm thick and tungsten 1.18mm thick along of the crystallographic axes were measured. Also spectral-angular distributions of gamma radiation from the silicon single crystals 1.5mm thick along of the crystallographic axes , and were measured. On the basis of these measurements the γ-radiation spectra for the different solid angles up to 6.97×10⁻⁶ sr were obtained.Виміряно спектр гамма-випромінювання електронів 1200 МэВ із монокристалів берилію товщиною 1,2 мм, кремнію товщиною 1,5 і 15,0 мм і вольфраму товщиною 1,18 мм вздовж кристалографічних осей. Виміряно також спектрально-кутові розподіли гамма-випромінювання монокристалів кремнію з товщиною 1,5 мм вздовж кристалографічних осей , та . На основі цих вимірів були отримані спектри випромінювання для різних телесних кутів до 6.97×10⁻⁶ стерадіан.Измерялись спектры гамма-излучения электронов 1200 МэВ из монокристаллов берилия толщиной 1,2 мм, кремния толщиной 1,5 и 15,0 мм и вольфрама толщиной 1,18 мм вдоль кристаллографических осей. Измерены также спектрально-угловые распределения гамма-излучения монокристаллов кремния толщиной 1,5 мм вдоль кристаллографических осей , и . На основе этих измерений были получены спектры излучения для разных телесных углов до 6.97×10⁻⁶ стерадиан

Bremsstrahlung of electrons and yield of neutrons from thick converters, passing of gamma-radiation and neutrons through biological shielding

In GEANT4 spectral-angular distributions of the bremsstrahlung of medium-energy electrons from amorphous targets of different thickness and atomic charge were calculated. The total yield of gamma quanta in the forward hemisphere and at large scattering angles were determined depending on the converter thickness. The difference in the characteristics of gamma radiation for thin and thick targets was shown. The neutron yield is calculated due to photonuclear reactions for various converters. Numerical estimates of the radiation spectra after passing through the biological shielding for neutron and bremsstrahlung were carried out.У GEANT4 розраховано спектрально-кутові розподіли гальмівного гамма випромінювання електронів середніх енергій з аморфних мішеней-конверторів різної товщини і атомного заряду. Визначено повний вихід гамма-квантів у передню півсферу і під великими кутами розсіювання в залежності від товщини конвертора. Показано відмінність характеристик гамма-випромінювання для тонких і товстих мішеней. Проведено розрахунок виходу нейтронів за рахунок фотоядерних реакцій для різних конверторів. Проведено чисельні оцінки спектрів випромінювання після проходження біологічного захисту окремо для нейтронного і гальмівного випромінювань.В GEANT4 рассчитаны спектрально-угловые распределения тормозного гамма-излучения электронов средних энергий из аморфных мишеней-конверторов различной толщины и атомного заряда. Определен полный выход гамма-квантов в переднюю полусферу и под большими углами рассеяния в зависимости от толщины конвертора. Показано различие характеристик гамма- излучения для тонких и толстых мишеней. Проведен расчет выхода нейтронов за счет фотоядерных реакций для различных конверторов. Проведены численные оценки спектров излучения после прохождения биологической защиты отдельно для нейтронного и тормозного излучений

Examination ofmulti-layer silicon detector in measurementofelectron spectrumfor beta-decayof ⁹⁰SR- ⁹⁰Y

Brief survey of recent achievements in investigations of nuclear beta decays is given with some emphasis on superallowed 0⁺→ 0⁺ Fermi transitions between T=1 nuclear states. Progress in construction of a detecting system for registration of electrons and positrons in studies of beta transitions is discussed. The spectra of electrons emitted in decay of ⁹⁰Sr and ⁹⁰Y nuclides are measured with the help of double-sided silicon detector. The spectra obtained are compared with results of computer simulation.У доповіді коротко обговорюються досягнення в недавніх дослідженнях бета-розпадів атомних ядер. Основна увага приділяється понаддозволеним 0⁺→ 0⁺ переходам Фермі між ядерними станами з ізотопічим спіном, що дорівнює одиниці. Виконано виміри спектрів електронів, що випускаються в розпадах ядер ⁹⁰SR та ⁹⁰Y, за допомогою розроблювального двостороннього кремнієвого детектора. Отримані спектри порівнюються з результатами комп'ютерного моделювання.В докладе кратко обсуждаются достижения в недавних исследованиях бета-распадов атомных ядер. Основное внимание уделяется сверхразрешенным 0⁺→ 0⁺ переходам Ферми между ядерными состояниями с изоспином Т=1. Выполнены измерения спектра электронов, испускаемых в распадах ядер стронция-90 и иттрия-90, с помощью разрабатываемого двухстороннего кремниевого детектора. Полученные спектры сравниваются с результатами компьютерного моделирования

Low-energy X-ray radiation after the biological shielding of electron accelerators

The bremsstrahlung of electrons from thick converters and its passage through concrete shielding of accelerators at different angles to the axis of the electron beam were calculated using GEANT4. Numerical estimates of the residual low-energy component of X-ray radiation after passing through the biological protection were carried out at an electron energy of up to 300 MeV. Additional reasons for the possible appearance of soft X-ray radiation after the shielding are considered. Experimental measurements of the spectral and dosimetric characteristics were performed by a silicon uncooled detector with the energy resolution of ~ 1 keV and spectral sensitivity in the range 5...150 keV. The comparison of the estimated dose (using the number of counts in Si detector) with indications of dosimeters was made.У GEANT4 розраховано гальмівне випромінювання електронів з товстих перетворювачів і проходження випромінювання через бетонне екранування прискорювачів під різними кутами до осі електронного пучка. Проведені численні оцінки залишкової низькоенергетичної складової рентгенівського випромінювання після проходження біологічного захисту при енергії електронів до 300 МеВ. Розглянуто додаткові причини появи м'якого рентгенівського випромінювання після проходження захисту. Експериментальні виміри спектральних та дозиметричних характеристик виконувалися кремнієвим неохолодженим детектором з енергетичним дозволом ~ 1 кеВ і спектральною чутливістю в діапазоні 5...150 кеВ. Проведено порівняння оціночної дози (з використанням кількості відліків у детекторі Si) з показами дозиметрів.В GEANT4 рассчитаны тормозное излучение электронов из толстых конверторов и прохождение излучения через бетонное экранирование ускорителей под разными углами к оси электронного пучка. Проведены численные оценки остаточной низкоэнергетической составляющей рентгеновского излучения после прохождения биологической защиты при энергии электронов до 300 МэВ. Рассмотрены дополнительные причины возможного появления мягкого рентгеновского излучения после прохождения защиты. Экспериментальные измерения спектральных и дозиметрических характеристик выполнялись кремниевым неохлаждаемым детектором с энергетическим разрешением ~ 1 кэВ и спектральной чувствительностью в диапазоне 5...150 кэВ. Проведено сравнение оценочной дозы (с использованием количества отсчетов в детекторе Si) с показаниями дозиметров