9MeV电子直线加速器的屏蔽设计

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1、硒究与设计奄珲俄第40卷加以说明。加速器的厂房布置如图3所示。电子能量臣／MeVa铅电子能量／MeV图3探伤用电子直线加速器厂房布置示意b钢辐射源为最大电子能量9MeV的电子直线加速器，有关参数如下：在全功率下，在中心轴线上离靶lm处的吸收剂量率最少为30Gy／min(~[1其韧致辐射场为正向最大3000rad／m·min)，射线角30。，侧向漏束小于0．1％，主射束的照射范围如图3所示，电子能量丘／MeV焦斑距东墙和西墙均为6．5m，距北墙5in，照射头c普通混凝土图1对入射电子能量为E，所产生的X射线在屏蔽板中衰尾端距南墙最近为0．5m，厂房高度8in，加速器最减的

2、半值厚度嘲大起吊高度2．5m。按每周工作40h设计，墙外周剂量当量不超过0．1rein。计算时取2倍的安全系数。2．1东侧墙(辅照墙)该处只有漏束照射，近似认为漏束能量与主射束能量一样。取计算距离R：6．5m+1，5m=8m。无屏蔽层剂量率Ⅳ固囱塞鳇一_＼l30o0rad／m·rain一0x10-Sx40hx60rain目f8m)察=1．13x10rem／周1减弱因子0一：一嘶．1rem：4H2xl13xl02rein／．42x10．周。查罔2可得墙厚为132om普通混凝土。采用半值厚度数据，查图1可得普通混凝土的半值厚度为12．25cm。总过滤板近似厚度0．05m；混

3、凝土密度236g，an3墙厚拄一12．25em~=136om图2电子加速器中宽束X射线通过混凝土层的减弱曲线1(4-38MeV)啷可以看出，两种计算方法结果基本一致。实际上，由于漏束的光子能量总要比主射束的光子能量低2屏蔽问题的计算一些，所以此墙厚可取130om。以9MeV电子直线加速器为例，对其屏蔽计算铁门的厚度按照半值厚度之比折合，但是实际上·56．g霭瑶。研究与设计朱宇虹：9MeV电子直线加速器的屏蔽设计第l期铸铁的密度比钢小，只有7．2g／cm，而钢为7．8g／cm，3000rad／m,min-lx10-3x40hx60rain：——因此需要加上密度修正。从而得

4、到铁门厚(2．5m)铁铁门。=×、『f}E=擘器面再X铸呀铁与钢的密度修正止=1．15x10rem／周减弱因子1~=130cm~：37cm篑H=2xl．丽105．x11rP,mrein而／周=4．‘34×一10同样由于漏束的光子能量总要比主射束的光=一12．25cm÷：178cm子能量低一些，因此，此铁门厚可取35cm。lnZ2．2北墙(主照墙)所以，实际墙厚可取175cm。该处为主射束照射，取计算距离R=5rn+3m=8in。2．5迷道无屏蔽层剂量率迷道是利用射线的多次散射以达到减弱效果的一～主射束能量种通道，可以有多种形式，现采用如图3所示的形“。——一r一一式，主

5、射束经北墙散射后到达东侧墙，然后在迷道3000rad／in·min一x40hx60rain内进行两次散射后逸出到f1：91,。迷道墙厚在此不再详f8m1细计算，取1in即可。实际测量证明，一个能使射线至=1．13x10rem／周少要经过j次散射才能到达门口的迷道，能够保证减弱因子迷道口工作人员的安全，而迷道门用普通门即可[51。H0．1rem=4．42x10-vH2x1．13xl05rem·周2．6屋顶墙厚电子直线加速器在实际工作中很少将X射线机头直接向屋顶照射，但要注意到源由两部分组t=-12．25cm=259cm成：一部分是属于高能的漏束光子(来自加速器机所以，实际

6、墙厚可取260cm。头)，另一部分是属于低能的工件散射光子(来自探2．3西侧墙(主照墙)伤照相过程)。所以朝屋顶方向产生的辐射主要来自该处为主射束照射，取计算距离R=6．5m+3m=照射过程的散射辐射和泄漏辐射，并且散射辐射的9．5m。强度比泄漏辐射的强度高很多，故主要屏蔽的是散计算方法同北墙，得射辐射[51。H圭身寸堂量由于散射辐射和泄漏辐射呈角分布，为此近似O／?2地考虑由屋顶射出的射线形成角分布具有余弦分3000rad／m·rain一。x40hx60min—一———————一布型的点源。假如，工件是钢，离焦斑距离50cm，则向上的散射束可作如下估算：c=O．107

7、2，Ct=0．0099，=7．98x10rem／周入射角0o=0。，反射角0=75。，散射角=105。。减弱因子康普顿散射微分截面(0可用克莱茵一1__科户H=丽2x7．98xl簖04rein·周-6-。2一7×l一旷7公式计算墙厚(=一1+P—P(1一cos0】￡一12．25cm{=252cm式中r为经典电子半径，r=2．818x10。cm；P为散所以，实际墙厚可取250cm。射光子与入射光子的能量比，P=E／E其中2．4南墙(辅照墙)Eo该处只有漏束照射，近似认为漏束能量与主射束能量一样。散射方向与入射方向的夹角0由下式确定取计算距离