Компактные ускорители электронов промышленного и

Разработки лаборатории №43
Компактные ускорители электронов промышленного и
медицинского назначения

Малогабаритные импульсные бетатроны типа МИБ
o Малогабаритные бетатроны для неразрушающего контроля материалов и изделий
o Малогабаритные бетатроны для досмотровых систем
o Малогабаритные бетатроны с выведенным электронным пучком

Переносные моноблочные рентгеновские аппараты
Малогабаритные импульсные бетатроны типа МИБ
НАЗНАЧЕНИЕ
Бетатроны предназначены для неразрушающего контроля материалов и изделий, а
также для решения ряда прикладных и научных задач.
Бетатрон - индукционный циклический ускоритель электронов, в котором энергия
частиц увеличивается вихревым электрическим полем, создаваемым изменяющимся
магнитным потоком, проходящим внутри орбиты частиц.
ХАРАКТЕРНЫЕ ОТЛИЧИЯ БЕТАТРОНА ОТ ДРУГИХ ИСТОЧНИКОВ
ИЗЛУЧЕНИЯ




Узкая диаграмма направленности пучка, а следовательно и меньшая
радиационная опасность при работе в нестационарных условиях.
Хорошая резкость изображения за счет малых размеров фокусного пятна.
Портативность и мобильность большинства модификаций бетатронов.
Невысокая стоимость по сравнению с другими типами ускорителей.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПРЕИМУЩЕСТВАМИ ПОСЛЕДНИХ РАЗРАБОТОК
ЯВЛЯЮТСЯ

Простота обслуживания вследствие введения микропроцессорного управления.



Повышенная надежность за счет разработки быстродействующих эффективных
электронных схем защиты силовых цепей бетатрона.
Низкий выход бракованных рентгенограмм из-за наличия встроенной и
выносной системы дозиметрии пучка.
Унифицированные узлы для различных типов бетатронов.
Основные области применения малогабаритных бетатронов:




неразрушающий контроль материалов и изделий, как в промышленности, так и
строительстве;
досмотр ручной клади, содержимого контейнеров и крупногабаритных
транспортных средств;
радиационные испытания радиоэлектронной аппаратуры с целью
прогнозирования сроков ее службы в условиях космического пространства;
радиационная терапия быстрыми электронами широкого класса заболеваний
онкологического и иного характера.
БЕТАТРОНЫ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И
ИЗДЕЛИЙ
Технические решения, обеспечивающие эффективное применение бетатронов и
облегчающее труд операторов:
- регулировка энергии электронов в широких пределах, что позволяет контролировать
разные толщины с максимальной чувствительностью;
- наличие собственной дозиметрической аппаратуры, состоящей из внешнего
дозиметра, устанавливаемого за контролируемым изделием, и встроенного дозиметра,
измеряющего дозу на выходе бетатрона. Это обстоятельство позволяет полностью
исключить пробные экспозиции, а так же повысить качество снимков;
- полностью автоматическое управление за счет использования микропроцессорных
систем, обеспечивающих регулировку и стабилизацию всех параметров ускорителя,
выключение излучения после набора установленной дозы внешним или встроенным
дозиметрами, а так же по сигналу таймера. Таким образом, оператору нужно только
нажать кнопку, включающую излучение;
- малые размеры и вес, что дает возможность применять большинство типов
малогабаритных бетатронов в нестационарных условиях;
- регулировка частоты следования импульсов излучения с целью снижения
энергопотребления, что открывает возможность работы в полевых условиях от
автономных источников небольшой мощности.
Внешний вид излучателя бетатрона «КРАБ».
Технические характеристики малогабаритных бетатронов для дефектоскопии
№
пп
1
2
3
4
5
6
7
Характеристика
Модель
МИБ-6
МИБ-7,5
МИБ-4 МИБ-5
(РХВ-6) (РХВ-7,5)
Максимальная
4
энергия, МэВ
Мощность дозы
тормозного
1
излучения на 1 м от
мишени, сГр/мин
Размер фокусного
0,3х2
пятна
Частота следования
200
циклов ускорения, Гц
Потребляемая
1,5
мощность, кВт
Максим.
просвечиваемая
толщина, мм:
сталь
150
бетон
600
Относительная
рентгенографическая
1
чувствительность, %
КРАБ «Шелест-Б»
4
6
7,5
10
4,5
3
3,0
5
20
2
0,3х2
0,3х3
0,3х3
0,5х3
0,3х3
300
200
200
150
200
2,5
2,0
2,5
3,6
1,6
150
800
250
1000
300
1200
350
1500
200
-
1
0,6
0,6
1
1
МАЛОГАБАРИТНЫЕ БЕТАТРОНЫ ДЛЯ ДОСМОТРОВЫХ СИСТЕМ
Источники излучения, предназначенные для досмотровых систем, имеют энергию
излучения от 2 до 10 МэВ и обеспечивают достаточно большую мощность дозы
тормозного излучения. Они снабжены устройствами, формирующими “веерный” пучок
тормозного излучения. Угол расходимости веерного пучка излучения в горизонтальной
плоскости не более одного градуса. Вертикальный угол расходимости веерного пучка
максимально возможный. Источник излучения в досмотровых системах полностью
управляться внешними сигналами, имеет малое время реакции на управляющие
воздействия (не более 10-2 с) и обеспечивает стабильные характеристики импульса
излучения.
Внешний вид излучателя бетатрона «ВЕАМ»
Технические характеристики малогабаритных бетатронов,
предназначенных для досмотровых систем
Модель
№
Характеристика
пп
1 Максимальная энергия, МэВ
Мощность дозы тормозного
2 излучения на 1 м от мишени,
сГр/мин
3 Размер фокусного пятна
Угол расходимости пучка
4 излучения в вертикальной
плоскости, градус
BEAM
МИБ-5
PXB-7.5S
2,5
5
7,5
2
3,5
5
0,2х2,5
0,25х3
0,3х3
35
30
20
Частота следования циклов
ускорения, Гц
400
200
6 Потребляемая мощность, кВт
1,9
5
2,3
200
2,5
МАЛОГАБАРИТНЫЕ БЕТАТРОНЫ С ВЫВЕДЕННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ
ПУЧКОМ
Приоритетным направлением использования малогабаритных бетатронов с
выведенным электронным пучком является медицина.
Назначение


Компактные медицинские бетатроны МИБ-6Э, БМ-10Э предназначены для
лучевой терапии больных с поверхностными доброкачественными и
злокачественными новообразованиями, а также интраоперационного облучения.
Медицинские ускорители МИБ-6Э, БМ-10Э могут использоваться также в
радиологических и хирургических отделениях медицинских учреждений
дерматологического и косметического профиля.
Мобильность этих ускорителей, возможность размещения в лечебном кабинете, малая
стоимость, простота обслуживания, малые габариты, обеспечивают преимущества им
по сравнению с существующей аппаратурой подобного назначения.
Ускорители выполнены в соответствии с требованиями МЭК и комплектуются
наборами сменных выравнивающих фольг, аппликаторов, краевых рамок,
позволяющих формировать терапевтический пучок требуемой энергии, размеров и
конфигурации.
Пульт управления содержит два однокристальных процессора, управляющих работой
бетатрона, контролем параметров пучка и режима облучения.
Излучатель с формирователем поля облучения устанавливается на потолочный штатив,
обеспечивающий горизонтальное и вертикальное перемещения. Все перемещения
осуществляются вручную с усилием, не превышающим 5 кг.
Технические характеристики
Параметры
МИБ-6Э БМ-10Э
Максимальная энергия электронов в терапевтическом пучке, МэВ
6
8.5
Диапазон регулировки энергии электронов в терапевтическом пучке,
2-5.5
4, 6, 8
МэВ
Мощность поглощенной дозы электронного излучения на
расстоянии 0.7м от выходного окна в выравненном пучке, Гр/мин, не
2
2
менее
Максимальный размер поля облучения на расстоянии 0.7м, мм
100x100 200x200
Масса блоков установки, кг:
излучателя с формирователем поля облучения
100
120
блока питания
70
110
пульта управления
12
14
Потребляемая мощность от сети переменного тока, не более, кВА
2.5
3.0
Переносные моноблочные рентгеновские аппараты для промышленного
применения
Назначение

Аппараты предназначены для использования в качестве источника излучения
при неразрушающем контроле изделий, материалов и сварных соединений, а
также для досмотра багажа, тары, посылок. Контроль может проводиться как
радиографическим методом, так и с помощью рентгеновских интроскопов.
В аппаратах используется частотно-импульсный способ формирования рентгеновского
излучения, при котором на трубку подают высоковольтные импульсы максимальной
частотой около 1 кГц, по форме близкие и прямоугольным.
Такой способ формирования излучения обеспечивает аппаратам следующие
преимущества:



высокий рентгеновский выход по сравнению с сетевыми моноблочными
аппаратами;
низкий вес аппаратов;
возможность широкой регулировки параметров излучения.
Применяемые в аппаратах рентгеновские трубки выпускаются серийно АОЗТ
“Светлана-Рентген” и имеют относительно малые размеры фокусного пятна при
большой мощности излучения.
Рентгеноскопический контроль газовых
баллонов
Контроль самолета аппаратом РАП 160-5
Основные параметры рентгеновских аппаратов
Основные параметры
Диапазон высокого U, кВ
Диапазон тока, мА
Максимальная мощность, кВт
Размеры фокусного пятна, мм
Время просвечивания стали
FFD=700мм; D7(Pb) D=2.0
15мм - 180 кВ, мин
45мм - 250 кВ, мин
Просвечивающая способность для
стали при FFD=700мм;
D7(Pb) D=2.0; tэкс=5мин, мм
Диапазон толщин, при которых
относительная чувствительность
лучше 2%, мм
Длина соединительных кабелей
-Блок управления - моноблок
-Блок управления – пульт - питания
Масса блоков, кг
-моноблок
-блок питания
-блок управления
РАП 90-5 РАП 160-5 РАП 220-5 РАП 300-4
50..220
30..90
40..160
70..300
через 1
через 1кВ через 1кВ
через 1кВ
кВ
0.4..5
0,3..5
0,7..5
0.2..5
через
через
через
через 0.1мА
0.1мА
0.1мА
0.1мА
0.36
0.6
1.0
1.2
1.2х1.2
1.2х1.2
2.0х2.0
2.5x2.5
2
1,8
12
4
19
35
50
2-5
3 - 20
4 - 37
5 - 55
7
до 100
7
до 100
7
до 100
7
до 100
4.7
5.4
0.3
16
8
0.3
30
8.2
0.3
40
8.2
0.3