Calibration of a system for on-line monitoring of electron energy and absorbed dose at an industrial accelerator LU-10

Particle beam energy and absorbed dose are critical parameters of product processing at industrial electron accelerators. For on-line monitoring of those parameters, a method based on measuring of distribution of the charge induced by irradiation in a wide-aperture stack-monitor, positioned behind an irradiated object, has been developed. A brief review of a control system for monitoring of the processing parameters created with the use of the EPICS package as well as the data of its operating experience at an LU-10 Linac of NSC KIPT are presented in the article. The procedure and results of calibration of the measuring channels within the electron energy range 8…10 MeV are described.Енергія частинок пучка і поглинута доза є критичними параметрами при обробці продукції на промислових прискорювачах електронів. Для on-line моніторингу цих параметрів розроблено метод, що є оснований на вимірюванні розподілу наведеного опромінюванням заряду у широкоапертурному стек-моніторі, який розміщено за оброблюваним об’єктом. Надано стислий огляд системи моніторингу та контролю параметрів обробки, що створена з використанням пакету EPICS, а також дані щодо досвіду її експлуатації на прискорювачі ЛУ-10 ННЦ ХФТІ. Описані процедура та результати калібрування вимірювальних каналів у діапазоні значень енергії електронів 8…10 МеВ.Энергия частиц пучка и поглощенная доза являются критическими параметрами при обработке продукции на промышленных ускорителях электронов. Для on-line мониторинга этих параметров разработан метод, основанный на измерении распределения наведенного облучением заряда в широкоапертурном стекмониторе, который находится за обрабатываемым объектом. Представлены краткий обзор системы мониторинга и контроля параметров обработки, созданной с использованием пакета EPICS, а также данные об опыте ее эксплуатации на ускорителе ЛУ-10 ННЦ ХФТИ. Описаны процедура и результаты калибровки измерительных каналов в диапазоне значений энергии электронов 8…10 МэВ

Hamiltonian structure and noncommutativity in pp-brane models with exotic supersymmetry

The Hamiltonian of the simplest super $p$-brane model preserving 3/4 of the D=4 N=1 supersymmetry in the centrally extended symplectic superspace is derived and its symmetries are described. The constraints of the model are covariantly separated into the first- and the second-class sets and the Dirac brackets (D.B.) are constructed. We show the D.B. noncommutativity of the super $p$-brane coordinates and find the D.B. realization of the $OSp(1|8)$ superalgebra. Established is the coincidence of the D.B. and Poisson bracket realizations of the $OSp(1|8)$ superalgebra on the constraint surface and the absence there of anomaly terms in the commutation relations for the quantized generators of the superalgebra.Comment: Latex, 27 pages, no figures. Latex packages amsfonts and euscript are use

Use of molybdenite nanoparticles for photonuclear production of technetium-99m

The possibility production of ⁹⁹Mo radioisotope with using recoil nuclei of molybdenite nanoparticles from reaction ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo was investigated. The use of thermally stable molybdenite allows solving the problem of thermal loads of high-power electron beams. The enrichment of radioactive isotopes carried out by the effect of SzilardChalmers. Molybdenite nanoparticles were irradiated by bremsstrahlung with Emax=39 MeV. The recoil nuclei of ⁹⁹Mo separated by electrolysis at low concentration. The yield of ⁹⁹Mo from extractable phase amounted 3% for size nanoparticles 350 nm.Досліджено можливість отримання радіоізотопа ⁹⁹Mo з використанням ядер віддачі наночастинок молібденіту з реакції ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo. Використання термостійкого молібденіту дозволяє вирішити проблему теплових навантажень потужних електронних пучків. Збагачення радіоактивних ізотопів здійснювалося за допомогою ефекту Сциларда-Чалмерса. Наночастки молібденіту опромінювалися гальмівним випромінюванням з Emax=39 MeV. Ядра віддачі ⁹⁹Mo були відокремлені електролізом при низькій концентрації. Вихід ⁹⁹Mo з екстрагованої фази склав ~3% для наночастинок розміром 350 нм.Исследована возможность получения радиоизотопа ⁹⁹Mo с использованием ядер отдачи наночастиц молибденита из реакции ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo. Использование термостойкого молибденита позволяет решить проблему тепловых нагрузок мощных электронных пучков. Обогащение радиоактивных изотопов осуществлялось с помощью эффекта Сциларда-Чалмерса. Наночастицы молибденита облучались тормозным излучением с Emax=39 MeV. Ядра отдачи ⁹⁹Mo были отделены электролизом при низкой концентрации. Выход ⁹⁹Mo из экстрагируемой фазы составил ~3% для наночастиц размером 350 нм

Dinamics of amorphous dielectrics lyuminescence induced by pulse electron beam

A method has been developed and experimental investigation conducted on time dependence of intensity of the cathodoluminescence (CL) induced in technical dielectric materials by high-energy pulse electron beam. At a LU-10 accelerator, the optical path and measuring channel were designed for remote recording CL signal. As optical sensor, a SFH203P photodiode was used with an amplifier on the basis of a HS special-purpose op amps. Preliminary study of conditions of CL registration was performed at a bench. For a number of materials, coincidence of signals of the beam current and CL, as well as dependence of CL amplitude from thickness of the CL radiator have been established. Possibility is shown to use CL signal induced by scanned electron beam for on-line monitoring the beam current density and absorbed dose distributions on the surface of a processed object.Розроблено методику і проведено експериментальне дослідження залежності від часу інтенсивності катодолюмінесценції (КЛ), що збуджується високоенергетичним імпульсним пучком електронів у технічних діелектричних матеріалах. Для дистанційної реєстрації сигналу КЛ на прискорювачі ЛУ-10 розроблені оптичний і вимірювальний тракти. Як фотоприймач використаний фотодіод типа SFH203P зі спеціально розробленим підсилювачем. Попереднє дослідження умов реєстрації КЛ проведено на стенді. Для ряду технічних матеріалів встановлено збіг сигналів пучка і КЛ, а також отримано залежність амплітуди сигналу КЛ від товщини радіатора. Показано можливість використання сигналу КЛ, індукованого скануючим пучком електронів, для on-line моніторингу розподілу щільності струму пучка та поглинутої дози на поверхні об’єкту, що оброблюється.Разработана методика и проведено экспериментальное исследование зависимости от времени интенсивности катодолюминесценции (КЛ), возбуждаемой высокоэнергетичным импульсным пучком электронов в технических диэлектрических материалах. Для дистанционной регистрации сигнала КЛ на ускорителе ЛУ-10 разработаны оптический и измерительный тракты. В качестве фотоприемника КЛ использован фотодиод типа SFH203P со специально разработанным усилителем. Предварительные исследования условий регистрации КЛ проведены на стенде. Для ряда материалов установлено совпадение сигналов пучка и КЛ, а также получена зависимость амплитуды сигнала КЛ от толщины радиатора. Показана возможность использования сигнала КЛ, возбуждаемого сканируемым пучком электронов, для on-line мониторинга распределения плотности тока пучка и поглощенной дозы на поверхности обрабатываемого объекта

Antineoplastic therapy by radioactive cisplatin in experiment

The method of ¹⁹⁵mPt production on linear electron accelerators and cyclotron of NSC KIPT are described. The method of ¹⁹⁵mPt separation from the irradiated samples are developed. The methods of cisplatin synthesis with use of a radioactive isotope of ¹⁹⁵mPt are realized. Results of biological tests of radioactive cisplatin on animals are described. Our preliminary results demonstrate the feasibility of radioactive cisplatin for treatment of cancer diseases.Розглядаються способи виробництва ¹⁹⁵mPt на лінійних прискорювачах електронів і циклотроні ННЦ ХФТІ. Розроблено методи виділення ¹⁹⁵mPt з опромінених зразків. Реалізовано методи синтезу цисплатину з використанням радіоактивного ізотопу ¹⁹⁵mPt. Наведено результати біологічних випробувань радіоактивного цисплатину на тваринах. Наші попередні результати демонструють можливість використання радіоактивного цисплатину для лікування канцерогенних захворювань.Рассматриваются способы производства ¹⁹⁵mPt на линейных ускорителях электронов и циклотроне ННЦ ХФТИ. Разработаны методы выделения ¹⁹⁵mPt из облученных образцов. Реализованы методы синтеза цисплатина с использованием радиоактивного изотопа ¹⁹⁵mPt. Приведены результаты биологических испытаний радиоактивного цисплатина на животных. Наши предварительные результаты демонстрируют возможность использования радиоактивного цисплатина для лечения канцерогенных заболеваний

Analysis of a double-beam e,X-mode at an idustrial accelerator “EPOS”

The main assignment of industrial plant with an accelerator “EPOS” providing the electron energy up to 30 MeV is radiation dyeing of gemstones. At treatment of them, the part of the electron energy is transformed into bremsstrahlung (X-) radiation. The energy characteristics of the electron beam were measured by a dosimetry wedge technique. On the basis of obtained results, the parameters of the mixed e,X-flux (the energy conversion coefficient and the factor of secondary radiation) along the path of radiation formation were alculated using a transport code GEANT4. The conditions for production of X-ray radiation in the state of electronic equilibrium have been determined. The spectrum of the X-ray photons as well as the dose rate and its distribution behind a target device for gemstone irradiation were calculated. A measured dose profile is satisfactory agreed with the data of the simulation. Implementation of a double-beam mode enables to conduct the extra radiation programs in the field of the bremsstrahlung radiation (modification of semiconductors and polymers, radiation tests, photonuclear activation of samples, etc.).Основним призначенням технологічної установки з прискорювачем «ЕПОС», що забезпечує енергію електронів пучка до 30 МеВ, є радіаційне фарбування ювелірних каменів. У процесі їх обробки частина енергії електронів трансформується в гальмівне випромінювання. За допомогою дозиметричного клину зміряні енергетичні характеристики пучка. На основі одержаних даних методом моделювання з використанням транспортного коду GEANT 4 розраховані параметри змішаного е,Х-випромінювання (енергетичний коефіцієнт конверсії і показник вторинного випромінювання) уздовж тракту його формування. Визначені умови отримання на виході тракту гальмівного випромінювання в стані електронної рівноваги. Розраховано спектр фотонів, а також потужність поглинутої дози гальмівного випромінювання та її розподіл. Результати вимірювання останнього задовільно узгоджуються з даними моделювання. Реалізація двопучкового режиму забезпечує можливість, разом з опромінюванням продукції електронами в основному радіаційному каналі, проводити також додаткові програми в полі гальмівного випромінювання (радіаційні випробування, фотоядерну активацію зразків, модифікацію напівпровідників і полімерів, тощо).Основным назначением технологической установки с ускорителем «ЭПОС», обеспечивающим энергию электронов пучка до 30 МэВ, является радиационное окрашивание ювелирных камней. В процессе их обработки часть энергии электронов трансформируется в тормозное излучение. С помощью дозиметрического клина измерены энергетические характеристики пучка. На основе полученных данных методом моделирования с использованием транспортного кода GEANT 4 рассчитаны параметры смешанного е,Х-излучения (энергетический коэффициент конверсии и фактор вторичного излучения) вдоль тракта его формирования. Определены условия получения тормозного излучения в состоянии электронного равновесия. Рассчитаны спектр фотонов, а также мощность поглощенной дозы тормозного излучения и ее распределение. Результаты измерения последнего удовлетворительно согласуются с данными моделирования. Реализация двухпучкового режима обеспечивает возможность, наряду с облучением продукции электронами в основном радиационном канале, проводить также дополнительные программы в поле тормозного излучения (радиационные испытания, фотоядерную активацию образцов, модификацию полупроводников и полимеров и т. д.)

Extra Gauge Symmetry for Extra Supersymmetry

It is shown that the extra supersymmetry of tensionless superstring and super $p$-brane is accompanied by the presence of new bosonic gauge symmetries. It permits to use composed coordinates encoding all physical degrees of freedom of the model and invariant under these gauge symmetries and the enhanced $\kappa$-symmetry. It is proved that the composed gauge invariant coordinates coincide with the componets of symplectic supertwistor realizing a linear representation of the hidden OSp(1,2M) symmetry of the super $p$-brane Lagrangian. A connection of the presented gauge symmetries with massless higher spin gauge theories and a symmetric phase of $M$/string-theory is discussed.Comment: Latex, 10 pages; references and few comments added for section 1. To appear in Phys. Lett.

Formation and monitoring of secondary X-ray radiation under product processing with electron beam

When conducting an industrial radiation processes at an electron accelerator, a part of the beam energy is transformed into bremsstrahlung radiation. In such a way, the mixed e,X-radiation is formed in the area behind an irradiated object. The intensity of the electron and photon components in the radiation is determined by the energy and power of the primary electron beam, as well as by the parameters of the object and devices located behind it. In paper, the characteristics of the e,X-radiation accompanying the product processing by a scanning electron beam with energy 8…12 MeV at a LU-10 Linac of NSC KIPT are studied. The conditions for obtaining a source of secondary X-rays in the state of electronic equilibrium, as well as its monitoring using an extended free-air ionization chamber are explored. Such an extra-source of radiation can be used for carrying out various non-commercial programs like radiation tests, sanitization of archival materials and cultural heritage objects, etc.При проведенні радіаційно-технологічних програм на прискорювачі електронів частина енергії пучка трансформується в гальмівне випромінювання. Як наслідок, в області за об'єктом формується потік мішаного e,X-випромінювання. Інтенсивність його електронного та фотонного компонентів визначається енергією і потужністю первинного пучка електронів, а також параметрами об’єкта та розміщених за ним пристроїв. Досліджені характеристики e,X-випромінювання, що супроводжує обробку продукції скануючим пучком електронів з енергією 8…12 МеВ на промисловому прискорювачі ЛП-10 ННЦ ХФТІ. Вивчені умови отримання джерела вторинного гальмівного випромінювання в стані електронної рівноваги, а також його моніторингу з використанням протяжної вільно-повітряної іонізаційної камери. Таке додаткове джерело випромінювання може бути використано для проведення різних некомерційних програм, наприклад, радіаційних випробувань, санітарної обробки архівних матеріалів, об’єктів культурної спадщини та інше.При проведении радиационно-технологических программ на ускорителе электронов часть энергии пучка трансформируется в тормозное излучение. В результате, в области за объектом формируется поток смешанного e,X-излучения. Интенсивность его электронного и фотонного компонентов определяется энергией и мощностью первичного пучка электронов, а также параметрами объекта и размещенных за ним устройств. Изучены характеристики e,X-излучения, которое сопровождает обработку продукции сканирующим пучком электронов с энергией 8…12 МэВ на промышленном ускорителе ЛУ-10 ННЦ ХФТИ. Исследованы условия получения источника вторичного тормозного излучения в состоянии электронного равновесия, а также его мониторинга с использованием протяженной свободно-воздушной ионизационной камеры. Такой дополнительный источник излучения может быть использован для проведения некоммерческих программ, например, радиационных испытаний, санитарной обработки архивных материалов, объектов культурного наследия и т.п

Photonuclear method of production of free ¹⁵³Sm by use of nanoparticles of samarium oxide and clinotilolite

Наночастинки Sm₂O₃ і клиноптилоліту використовувалися для одержання ¹⁵³Sm з високою питомою активністю за допомогою гальмування ядер віддачі з реакції ¹⁵⁴Sm(γ, n)¹⁵³Sm у клиноптилоліті. Після опромі- нення гальмовим випромінюванням електронного прискорювача Sm₂O₃ видалявся розчиненням у соляній кислоті. Доля атомів віддачі ¹⁵³Sm у наночастинках клиноптилоліту при використанні гальмового випромі нювання з максимальною енергією 12,5 МеВ склала 12,3%. Обговорюються шляхи збільшення питомої активності і виходу ¹⁵³Sm при використанні фотоядерних реакцій.Nanoparticles of Sm₂O₃ and clinoptilolite were used for obtaining ¹⁵³Sm with a high specific activity by means of using recoil nuclei from reaction ¹⁵⁴Sm(γ ,n)¹⁵³Sm in clinoptilolite. After an irradiating nanoparticle mixture by means of bremsstrahlung of electron accelerator, the Sm₂O₃ removed by dissolution in a hydrochloric acid. The part of recoil atoms of ¹⁵³Sm in clinoptilolite nanoparticles in case use of a bremsstrahlung with the maximum energy of 12.5 MeV is 12.3%. Paths of augmentation of a specific activity and yield ¹⁵³Sm are considered for use of photonuclear reactions.Наночастицы Sm₂O₃ и клиноптилолита использовались для получения ¹⁵³Smс высокой удельной актив- ностью посредством торможения ядер отдачи из реакции ¹⁵⁴Sm(γ ,n)¹⁵³Sm в клиноптилолите. После облучения тормозным излучением электронного ускорителя Sm₂O₃ удалялся растворением в соляной кислоте. Доля атомов отдачи ¹⁵³Sm в наночастицах клиноптилолита при использовании тормозного излучения с максимальной энергией 12,5 МэВ составила 12,3%. Обсуждаются пути увеличения удельной активности и выхода ¹⁵³Sm при использовании фотоядерных реакций