Comparison of Assemblies of Four-Link Structural Groups of 3 rd Class on the Transmission Angle

International audienceComparison of various assemblies of four-link structural group of 3 rd class with revolute joints on the transmission angle is performed. Equations of the trajectories of plug points of one of the groups of joint are obtained to determine transmission angles. Derived functions of these equations enable to determine the values of transmission angles for each assembly group. It is shown that only two assemblies of maximum possible assembling number of such group (six) have practical value. The solution of this problem was performed with the help of Mathcad program

Modernization of control system of the beam critical parameters at a LU-10 industrial electron accelerator

Continuous control and monitoring of critical parameters of radiation processing of products is one of the requirements of the international standard ISO 11137. The current system to monitoring the parameters of radiation treatment of products at the LU-10 accelerator is being in operation for more than 15 years. The life-time of the mayor part of measuring modules is over, and those modules are no longer produced. Modernization of monitoring system with the use of the multi-functional USB modules, single-board mini-computers and EPICS control system (Experimental Physics and Industrial Control System) is considered. The architecture and software for a new monitoring system have been developed. Debugging and operation of the system in a test mode is performed.Безперервний контроль і моніторинг критичних параметрів радіаційної обробки продукції є одним з вимог Міжнародного стандарту ISO 11137. Діюча система контролю параметрів радіаційної обробки продукції на прискорювачі ЛП-10 працює більше 15 років. Велика частина вимірювальних модулів системи виробила свій ресурс і більше не виробляється. Розглянуто модернізацію системи контролю з використанням багатофункціональних USB-модулів, одноплатних міні-комп'ютерів та системи управління EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System). Розроблена архітектура та програмне забезпечення для нової системи контролю параметрів радіаційної обробки. Проводиться налагодження і робота системи в тестовому режимі.Непрерывный контроль и мониторинг критических параметров радиационной обработки продукции является одним из требований Международного стандарта ISO 11137. Действующая система контроля параметров радиационной обработки продукции на ускорителе ЛУ-10 работает более 15 лет. Большая часть измерительных модулей системы выработала свой ресурс и больше не производится. Рассмотрена модернизация системы контроля с использованием многофункциональных USB-модулей, одноплатных мини-компьютеров и системы управления EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System). Разработана архитектура и программное обеспечение для новой системы контроля параметров радиационной обработки. Проводится отладка и работа системы в тестовом режиме

Optimization of a Compton direct-charge detector for monitoring high-energy bremsstrahlung radiation

The conditions of application of a Compton direct-charge detector (DCD) for monitoring of intensity of the highenergy bremsstrahlung (X-ray) radiation are studied. A method is described for calculation of characteristics of the secondary е,Х-radiation at exit of an electron accelerator, and also for providing the conditions of the electronic equilibrium. By means of computer simulation, the processes of charge generation in a DCD monitor comprising two plates of different thickness from various metals are analyzed. On the basis of the obtained results, the requirements imposed on DCD composition for providing the maximum of its sensitivity are formulated. It is shown, that within the suggested DCD geometry, the monitor sensitivity reveals a weak dependence on the atomic number of its material at Z>29, and also on the end-point energy of X-rays in the span of 20…100 MeV.Досліджені умови застосування комптонівського ДПЗ для моніторингу високоенергетичного гальмівного випромінювання. Описаний метод розрахунку характеристик вторинного е,Х-випроміннюваня на виході прискорювача електронів, а також забезпечення умови електронної рівноваги. Методом комп'ютерного моделювання вивчені процеси формування зарядів у детекторі, що складається з двох пластин різної товщини з різних металів. На основі отриманих результатів сформовані вимоги до складу ДПЗ для забезпечення максимуму його чутливості. Показано, що у запропонованій геометрії ДПЗ вона слабо залежить від атомного номера матеріалу в області Z > 29 і граничної енергії гальмівного випромінювання в діапазоні 20…100 МеВ.Исследованы условия применения комптоновского детектора прямого заряда (ДПЗ) для мониторинга высокоэнергетического тормозного излучения. Описан метод расчета характеристик вторичного е,Хизлучения на выходе ускорителя электронов и обеспечения условия электронного равновесия. Методом компьютерного моделирования изучены процессы формирования зарядов в ДПЗ, состоящем из двух пластин разной толщины из различных металлов. На основе полученных результатов сформулированы требования к составу ДПЗ для обеспечения максимума его чувствительности. Показано, что в предложенной геометрии ДПЗ она слабо зависит от атомного номера его материала в области Z > 29, а также от граничной энергии тормозного излучения в диапазоне 20…100 МэВ

Ecological aspects of 99Mo/99mTc production at an electron accelerator

The present report deals with experimental investigations into possible processes of accumulation of radioactive by-products (RBPs) during 99Mo/99mTc production at an electron linac. Foils from natural molybdenum (a target) and a number of typical target setup materials (Al, Ti, Cu, Ta, Ni and stainless steel) were chosen as an object of investigations. The generation of radionuclides in the samples was performed in identical conditions under secondary radiation (bremsstrahlung + photoneutrons) of the linac LU-20 in a typical range of electron energies from 24 to 34 MeV.Викладені результати експериментального дослідження можливих процесів наробітку побічних радіонуклідов при виробництві 99Мо/99mТс на прискорювачі електронів. Як об'єкт дослідження відібрані фольги з природного молібдену (мішень) і набору характерних конструкційних матеріалів (Al, Ti, Cu, Ta, Ni, а також нержавіюча сталь). Генерація радіонуклідів у зразках виконувалося в ідентичних умовах у полі вторинного випромінювання (гальмівне+фотонейтрони) прискорювача ЛП-20 у характерному діапазоні значень енергії електронів 24...34 МеВ.Изложены результаты экспериментального исследования возможных процессов наработки побочных радионуклидов при производстве 99Мо/99mТс на ускорителе электронов. В качестве объекта исследования отобраны фольги из природного молибдена (мишень) и набора характерных конструкционных материалов (Al, Ti, Cu, Ta, Ni, а также нержавеющая сталь). Генерация радионуклидов в образцах производилась в идентичных условиях в поле вторичного излучения (тормозное+фотонейтроны) ускорителя ЛУ-20 в характерном диапазоне значений энергии электронов 24...34 МэВ

Methods of bremsstrahlung monitoring for photonuclear technologies

The paper describes the methods and devices proposed for measuring the main parameters of high-power highenergy bremsstrahlung sources. It has been suggested that space-energy characteristics of radiation should be investigated by the method of combined (γ, n) activation of a set of foils that have different energy thresholds of the reaction. In each energy range, the geometrical characteristics of the radiation field are reconstructed from the foil surface activity distributions. The last ones are determined through one-dimensional scanning of the foils by a specially designed detecting head that includes a linear matrix from collimated CdZnTe-base detectors. For a continuous monitoring of the bremsstrahlung power flow it is suggested that the method of feed-free secondary emission should be used, with a plane-parallel detector having two plates of different thickness as the base. A preliminary analysis of the geometry and applicability conditions of each of the detector systems was performed by the method of computer simulation based on the PENELOPE software systemОписаны предложенные авторами методы и средства измерения основных параметров мощных источников высокоэнергетичного тормозного излучения. Исследование пространственно-энергетических характеристик излучения предлагается выполнять методом совместного (γ,n)-активирования набора фольг из материалов, имеющих различный энергетический порог реакции. Геометрические характеристики поля излучения в каждом энергетическом диапазоне восстанавливают из распределений поверхностной активности фольг. Последние определяются путем одномерного сканирования фольг специально разработанной детекторной головкой, включающей линейную матрицу из коллимированных детекторов на основе CdZnTe. Для непрерывного мониторинга потока мощности тормозного излучения предложено использовать метод вторичной эмиссии без питания на основе плоскопараллельного детектора из двух пластин с различной толщиной. Предварительный анализ геометрии и условий применения каждой из детекторных систем выполнен методом компьютерного моделирования на основе программной системы PENELOPE/2001.Описані запропоновані авторами методи і засоби вимірювання основних параметрів потужних джерел високоенергетичного гальмівного випромінювання. Дослідження просторово-енергетичних характеристик випромінювання пропонується виконувати методом спільного (γ,n) - активування набору фольг з матеріалів, що мають різний енергетичний поріг реакції. Геометричні характеристики поля випромінювання в кожному енергетичному діапазоні визначають з розподілів поверхневої активності фольг. Останні визначаються шляхом одномірного сканування фольг спеціально розробленою детекторною голівкою, що включає лінійну матрицю з колімованих детекторів на основі CdZnTe. Для безперервного моніторингу потоку потужності гальмівного випромінювання запропоновано використовувати метод вторинної емісії без живлення на основі плоскопаралельного детектора з двох пластин з різною товщиною. Попередній аналіз геометрії і умов застосування кожної з детекторних систем виконаний методом комп'ютерного моделювання на основі програмної системи PENELOPE/2001

A РС-controlled beam scanning system at the technological electron LINAC

The regulatory documents for a number of technological processes (sterilization and others) require that a continuous control and archiving of beam scanning regime should be provided. To meet these conditions at the radiation-technological facility with the electron linear accelerator LU-10 (10 MeV, 10 kW), an automated complex of scanner control was designed and put into operation. The complex is a CAMAC-based autonomous system controlled by a computer. It provides a programmed control of the beam scanning zone width proceeding from the assigned dimensions of the object under treatment, within 20 to 60 cm, with an automatic setting of the center of the zone in the middle of the object. The complex control also includes the possibility of correcting the position of the beam-scanning center in order to compensate the angle of beam entrance into the scanner electromagnet.Нормативные документы на ряд технологических процессов (стерилизация и др.) требуют обеспечения непрерывного контроля и архивирования режима сканирования пучка. Для выполнения этих условий на радиационно-технологической установке с линейным ускорителем электронов ЛУ-10 (10 МэВ, 10 кВт) разработан и введен в эксплуатацию автоматизированный комплекс управления сканером. Комплекс является основанной на стандарте КАМАК автономной системой под управлением РС. Он обеспечивает программное управление шириной зоны сканирования пучка, исходя из заданных размеров обрабатываемого объекта, в пределах 20…60 см с автоматическим выставлением центра зоны в середине объекта. Управление комплексом включает также возможность корректировки положения центра развертки пучка для компенсации угла его входа в электромагнит сканера.Нормативні документи на ряд технологічних процесів (стерилізація та ін.) вимагають забезпечення безперервного контролю й архивування режиму сканування пучка. Для виконання цих умов на радіационо- технологічній установці з лінійним прискорювачем електронів ЛУ-10 (10 МеВ, 10 кВт) розроблений і введений в експлуатацію автоматизований комплекс управління сканером. Комплекс є заснованою на стандарті КАМАК автономною системою під керуванням РС. Він забезпечує програмне управління шириною зони сканування пучка, виходячи з заданих розмірів оброблюваного об'єкта, у межах 20...60 см з автоматичним виставленням центра зони в середині об'єкта. Керування комплексом включає також можливість коректування положення центра розгортки пучка для компенсації кута його входу в електромагніт сканера

Application of CdTe (CdZnTe) detectors for radioactive waste characterization

The radiation detectors based on wide-zone semiconductor CdTe (CdZnTe) monocrystals have promising advantages for their application in investigation (characterization) of radioactive waste. Among these advantages there are the wide range of photons flux and energy, high registration efficiency and satisfactory energy resolution without deep cooling of the detector. This report discusses the obtained data concerning radiation stability of detectors, influence of different conditions (filters, collimators, registration channel fill etc.) on their energy resolution in spectrometric regime, as well as a dependence of radionuclide identification accuracy on detector size

Subsystem for control of isotope production with linear electron accelerator

One of advanced ways of isotope production for medicine is using of bremsstrahlung of the electron accelerator [1]. Therewith, this technology requires development of special target units, that can be operated under high radiation energy flow (up to 10 kW and more) and absorbed doze up to 10¹⁰ Gy. The conditions of high efficiency of the nuclide production and an isotope purity of them define requirements to the control and diagnostic systems. In this report the high-current LINAC subsystem for diagnostic and monitoring the basic technological parameters of isotope production (energy flux of bremsstrahlung photons and absorbed doze in the target, target activity, temperature and consumption of water cooling the converter and target) is described. The parallel printer port (LPT) of the personal computer is proposed to use as an interface with the measurement channels

Electron linac production of Co-57 for gamma-chamber calibration

Gamma-chambers are widely used in medicine diagnostics to obtain an organ image investigated by means of the scintigraphy method. A radionuclide Tc-99m which is accumulated in the organ and irradiates photons with the energy Eγ=140 keV is a carrier of the information. Ukraine manufactures gamma-chambers of own elaboration. A γ-source with a photon energy of Tc-99m but with a larger half-life time is need for their plant calibration. The Co-57 sources (Eγ=122 keV, T1/2=270 days) are the most eligible for this purpose. Their traditional technology is based mainly on the reactor method and is accompanied by the large amount of the radioactive waste. The sources, obtained in such a way, can not be regenerated after their decay. The R&D Complex “Accelerator” of the NSC KIPT developed a new technology and manufactured the model – experimental batch of three Co-57 sources using bremsstrahlung of the high-current electron linac. The Co-57 generation processes in the Ni-58 target were previously investigated by means of computer simulation. The optimum accelerator operation regime and a target geometry were thus determined. The obtained sources characteristics confirmed the computer analysis data. Each of them is the plate of 28x28x1.5 mm and has the activity up to 2 mCi. The spectrum of the source measured with the Ge(Li) detector satisfies all demands. The technology developed provides a production of sufficient amount of Co-57 sources practically without any waste, as well as, a possibility of their regeneration

Real-time system for processing regime diagnostic on accelerator

A continuous mode of product transportation into the radiation zone of the electron accelerator with a scanned beam is attained by means of a remote loading of the conveyor. To keep an assigned distribution of the absorbed dose, it is necessary to provide a continuous monitoring of process parameters such as the beam current (average and pulse values), the electron energy, the linear density distribution of beam current, and also the conveyor speed. The automatic real-time system operating at the LU-10 linac and providing measurements of the mentioned parameters is described in the paper.На прискорювачі електронів з пучком, що сканується, для обробки продукції в безупинному режимі застосовують її подачу в зону опромінення за допомогою конвеєра який завантажується дистанційно. Для підтримки заданого розподілу поглиненої дози необхідно здійснювати безупинний контроль таких параметрів процесу, як струм пучку (середнє й імпульсне значення), енергія електронів, розподіл лінійної щільності току пучка, а також швидкість конвеєра. У роботі описано автоматизовану систему, що працює на прискорювачі ЛУ-10 у режимі real-time і дозволяє проводити вимірювання зазначених параметрів.На ускорителе электронов со сканируемым пучком для обработки продукции в непрерывном режиме применяют ее подачу в зону облучения с помощью дистанционно загружаемого конвейера. Для поддержания заданного распределения поглощенной дозы необходимо осуществлять непрерывный контроль таких параметров процесса, как ток пучка (среднее и импульсное значение), энергия электронов, распределение линейной плотности тока пучка, а также скорость конвейера. В работе описана автоматизированная система, работающая на ускорителе ЛУ-10 в режиме real-time и позволяющая проводить измерение указанных параметров