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

Visualization of electron beam image

The system for visual monitoring of the electron beam was developed and implemented. The technique is based on registration of optical radiation, which is generated under object-beam interaction. The system comprises image transferring channel, remote-controlled digital photo-camera, connected with PC by USB-interface as well as proper software. The images obtained give information on the beam density distribution over the surface of the object being irradiated. 40 keV and 10 MeV electron beams were researched.Разработана и изготовлена система для визуального on-line контроля параметров пучка электронов, основанная на регистрации излучения в оптическом диапазоне, возникающего при взаимодействии пучка с мишенью. Система включает оптический канал передачи изображения, дистанционно-управляемую цифровую фотокамеру, подключенную к РС через USB-интерфейс, а также программное обеспечение. Система позволяет вести контроль распределения плотности пучка на поверхности облучаемого объекта. Исследования проводились на пучках электронов с энергией 40 кэВ и 10 МэВ.Розроблена та виготовлена система для візуального on-line контролю параметрів пучка електронів, заснована на реєстрації випромінювання в оптичному діапазоні, яке виникає при взаємодії пучка з мішенню. Система має оптичний канал передачі зображення, дистанційно-керовану цифрову фотокамеру, підключену до РС через USB-інтерфейс, а також програмне забезпечення. Система дозволяє контролювати розподілення густини пучка на поверхні об’єкта, що опромінюється. Досліди проводилися на пучках електронів з енергією 40 кеВ та 10 МеВ

Some results of research of chemical processes in a supercritic convectional water loop under electron exposure

The specific heat of water at the critical point increases abruptly and therefore supercritical water (SCW) can effectively cool a nuclear reactor, it would be promising to use SCW in nuclear energy. However, at high temperatures and due to radiolysis in which, along with hydrogen, oxygen, free electrons, hydrogen peroxide and free radicals are formed, SCW has increased corrosion activity.Питома теплоємність води в критичній точці стрибкоподібно збільшується, і тому надкритична вода (НКВ) може ефективно охолоджувати ядерний реактор. Було б перспективно використовувати НКВ у ядерній енергетиці. Однак при високій температурі і за рахунок радіолізу, при якому поряд з воднем, киснем, вільними електронами утворюються пероксид водню і вільні радикали, НКВ має підвищену корозійну активність.Удельная теплоемкость воды в критической точке скачкообразно увеличивается, и поэтому сверхкритическая вода (СКВ) может эффективно охлаждать ядерный реактор. Было бы перспективно использовать СКВ в ядерной энергетике. Однако при высокой температуре и за счет радиолиза, при котором наряду с водородом, кислородом, свободными электронами образуются пероксид водорода и свободные радикалы, СКВ имеет повышенную коррозионную активность

Regimes of irradiation by electrons of samples of materials in supercritical water convection loop

The specially designed in the NSC KIPT Supercritical Water Convection Loop (SCWCL) with an irradiation chamber coupled to an electron accelerator LPE-10 gives an opportunity for corrosion and mechanical tests of materials under electron irradiation. Specimens in water flow are irradiated by the 10 MeV/10 kW electron beam of the LPE-10 linear accelerator at 23…25 MPa and 350…400°C. Presented are the irradiation regime parameters for the 500 hours long work session of the SCWCL.Спеціально розроблена в ХФТІ надкритична водяна конвекційна петля (НВКП) з камерою опромінення, яка зв’язана з прискорювачем електронів ЛПЕ-10, дозволяє проводити корозійні тести потенційних конструкційних матеріалів реакторів IV покоління з надкритичним водяним охолодженням (SCWR) під опроміненням. Зразки в потоці води при 350…400°C, 23…25 МПа опромінюються 10 МеВ/10 кВт електронним пучком лінійного прискорювача ЛПЕ-10. Приводяться параметри режимів опромінення зразків під час 500-годинного сеансу роботи НВКП.Специально разработанная в ХФТИ сверхкритическая водяная конвекционная петля (СВКП) с камерой облучения, связанная с ускорителем электронов ЛУЭ-10, позволяет проводить коррозийные тесты потенциальных конструктивных материалов реакторов IV поколения со сверхкритическим водяным охлаждением (SCWR) под облучением. Образцы в потоке воды при 350…400°C, 23…25 МПа облучаются электронным пучком 10 МэВ/10 кВт линейного ускорителя ЛУЭ-10. Приводятся параметры режимов облучения образцов во время 500-часового сеанса работы СВКП

Measurement of the photon+b+b-jet production differential cross section in ppˉp\bar{p} collisions at \sqrt{s}=1.96~\TeV

We present measurements of the differential cross section dsigma/dpT_gamma for the inclusive production of a photon in association with a b-quark jet for photons with rapidities |y_gamma|< 1.0 and 30<pT_gamma <300 GeV, as well as for photons with 1.5<|y_gamma|< 2.5 and 30< pT_gamma <200 GeV, where pT_gamma is the photon transverse momentum. The b-quark jets are required to have pT>15 GeV and rapidity |y_jet| < 1.5. The results are based on data corresponding to an integrated luminosity of 8.7 fb^-1, recorded with the D0 detector at the Fermilab Tevatron $p\bar{p}$ Collider at sqrt(s)=1.96 TeV. The measured cross sections are compared with next-to-leading order perturbative QCD calculations using different sets of parton distribution functions as well as to predictions based on the kT-factorization QCD approach, and those from the Sherpa and Pythia Monte Carlo event generators.Comment: 10 pages, 9 figures, submitted to Phys. Lett.

Search for Higgs bosons decaying to tautau pairs in ppbar collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV

We present a search for the production of neutral Higgs bosons decaying into tautau pairs in ppbar collisions at a center-of-mass energy of 1.96 TeV. The data, corresponding to an integrated luminosity of 5.4 fb-1, were collected by the D0 experiment at the Fermilab Tevatron Collider. We set upper limits at the 95% C.L. on the product of production cross section and branching ratio for a scalar resonance decaying into tautau pairs, and we then interpret these limits as limits on the production of Higgs bosons in the minimal supersymmetric standard model (MSSM) and as constraints in the MSSM parameter space.Comment: 7 pages, 5 figures, submitted to PL

Limits on anomalous trilinear gauge boson couplings from WW, WZ and Wgamma production in pp-bar collisions at sqrt{s}=1.96 TeV

We present final searches of the anomalous gammaWW and ZWW trilinear gauge boson couplings from WW and WZ production using lepton plus dijet final states and a combination with results from Wgamma, WW, and WZ production with leptonic final states. The analyzed data correspond to up to 8.6/fb of integrated luminosity collected by the D0 detector in pp-bar collisions at sqrt{s}=1.96 TeV. We set the most stringent limits at a hadron collider to date assuming two different relations between the anomalous coupling parameters Delta\kappa_\gamma, lambda, and Delta g_1^Z for a cutoff energy scale Lambda=2 TeV. The combined 68% C.L. limits are -0.057<Delta\kappa_\gamma<0.154, -0.015<lambda<0.028, and -0.008<Delta g_1^Z<0.054 for the LEP parameterization, and -0.007<Delta\kappa<0.081 and -0.017<lambda<0.028 for the equal couplings parameterization. We also present the most stringent limits of the W boson magnetic dipole and electric quadrupole moments.Comment: 10 pages, 5 figures, submitted to PL

Measurement of three-jet differential cross sections d sigma-3jet / d M-3jet in p anti-p collisions at sqrt(s)=1.96 TeV

We present the first measurement of the inclusive three-jet differential cross section as a function of the invariant mass of the three jets with the largest transverse momenta in an event in p anti-p collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV. The measurement is made in different rapidity regions and for different jet transverse momentum requirements and is based on a data set corresponding to an integrated luminosity of 0.7 fb^{-1} collected with the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider. The results are used to test the three-jet matrix elements in perturbative QCD calculations at next-to-leading order in the strong coupling constant. The data allow discrimination between parametrizations of the parton distribution functions of the proton.Comment: 10 pages, 4 figures, 2 tables, submitted to Phys. Lett. B, corrected chi2 values for NNPD

Search for pair production of the scalar top quark in muon+tau final states

We present a search for the pair production of scalar top quarks ($\tilde{t}_{1}$), the lightest supersymmetric partners of the top quarks, in $p\bar{p}$ collisions at a center-of-mass energy of 1.96 TeV, using data corresponding to an integrated luminosity of {7.3 $fb^{-1}$} collected with the \dzero experiment at the Fermilab Tevatron Collider. Each scalar top quark is assumed to decay into a $b$ quark, a charged lepton, and a scalar neutrino ($\tilde{\nu}$). We investigate final states arising from $\tilde{t}_{1} \bar{\tilde{t}_{1}} \rightarrow b\bar{b}\mu\tau \tilde{\nu} \tilde{\nu}$ and $\tilde{t}_{1} \bar{\tilde{t}_{1}} \rightarrow b\bar{b}\tau\tau \tilde{\nu} \tilde{\nu}$. With no significant excess of events observed above the background expected from the standard model, we set exclusion limits on this production process in the ($m_{\tilde{t}_{1}}$,$m_{\tilde{\nu}}$) plane.Comment: Submitted to Phys. Lett.