К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300
Целью настоящей работы является определение поглощенной дозы и оптимизация конвейерного режима облучения объектов на примере стерилизации рассасывающейся хирургической нити (кетгута)....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 1999 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
1999
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79588 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 / В.С. Балагура, Л.А. Махненко, П.М. Рябка // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 52-53. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79588 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Балагура, В.С. Махненко, Л.А. Рябка, П.М. 2015-04-03T13:53:32Z 2015-04-03T13:53:32Z 1999 К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 / В.С. Балагура, Л.А. Махненко, П.М. Рябка // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 52-53. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79588 359.12.076; 621.384.6 Целью настоящей работы является определение поглощенной дозы и оптимизация конвейерного режима облучения объектов на примере стерилизации рассасывающейся хирургической нити (кетгута). ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Приложения ядерных методов К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 |
| spellingShingle |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 Балагура, В.С. Махненко, Л.А. Рябка, П.М. Приложения ядерных методов |
| title_short |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 |
| title_full |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 |
| title_fullStr |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 |
| title_full_unstemmed |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 |
| title_sort |
к вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе луэ-300 |
| author |
Балагура, В.С. Махненко, Л.А. Рябка, П.М. |
| author_facet |
Балагура, В.С. Махненко, Л.А. Рябка, П.М. |
| topic |
Приложения ядерных методов |
| topic_facet |
Приложения ядерных методов |
| publishDate |
1999 |
| language |
Russian |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| description |
Целью настоящей работы является определение поглощенной дозы и оптимизация конвейерного режима облучения объектов на примере стерилизации рассасывающейся хирургической нити (кетгута).
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79588 |
| citation_txt |
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300 / В.С. Балагура, Л.А. Махненко, П.М. Рябка // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 52-53. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT balaguravs kvoprosuovnedreniiradiacionnyhtehnologiinauskoritelelué300 AT mahnenkola kvoprosuovnedreniiradiacionnyhtehnologiinauskoritelelué300 AT râbkapm kvoprosuovnedreniiradiacionnyhtehnologiinauskoritelelué300 |
| first_indexed |
2025-11-25T21:33:37Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:33:37Z |
| _version_ |
1850559589085347840 |
| fulltext |
УДК 359.12.076; 621.384.6
К вопросу о внедрении радиационных технологий на ускорителе ЛУЭ-300
В.С.Балагура, Л.А.Махненко, П.М.Рябка
ИФВЭЯФ ННЦ ХФТИ, г. Харьков
1. ВВЕДЕНИЕ
Для выполнения прикладных работ на ЛУЭ-300
после первой секции создан радиационный стенд,
включающий системы вывода, формирования и
диагностики пучка, устройство для дистанционной
установки образцов на пучок при неподвижном
облучении и конвейерную систему [1]. На стенде
возможно плавное изменение энергии электронов в
диапазоне от 2 до 25 МэВ и среднего тока пучка от 0
до 50 мкА.
Целью настоящей работы является определение
поглощенной дозы и оптимизация конвейерного
режима облучения объектов на примере стерилизации
рассасывающейся хирургической нити (кетгута).
Рис.1. Ось 0y перпендикулярна плоскости рисунка.
РАСЧЕТ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ
Допустим, в общем случае, элемент облучения
dV=dl·dh·dy пересекает ось электронного пучка под
углом α, перемещаясь со скоростью v (рис. 1). Тогда
за .время dt =dx/v·cosα, захватывая часть элек-
тронного потока с плотностью J(x), он получит дозу
)1(,1,)(
dh
dEdt
ve
xJdD ⋅=⋅
⋅
⋅=
ρ
εε
где ε–массовая тормозная способность вещества,
практически постоянная величина в диапазоне
энергий 0.5÷100 МэВ [1], e−заряд электрона.
Плотность потока на расстоянии L0 от выходной
фольги канала до элемента dV равна
)2(,
2
exp
2
)( 2
0
22
2
0
0
+−⋅
⋅
=
σσπ
yxIxJ
где I0 и σ0 – ток и среднеквадратичный радиус пучка.
Перемещаясь под углом к оси пучка, элемент
проходит сечения с различными значениями
σ(x)=σ0·(1+x·tgα/L0). При L0·tgα>>α0 этой
зависимостью можно пренебречь и, используя (1) и
(2), поглощённую дозу на разных уровнях по длине
объекта y представить в виде
)3(.
2
exp
cos2 2
2
0
−⋅
⋅⋅⋅⋅
⋅=
σασπ
ε y
ve
ID
На оси конвейера доза максимальна. При
допустимой неравномерности дозы η вертикальный
размер симметрично расположенного объекта связан
со среднеквадратичным радиусом пучка
соотношением ymax≤σ[2ln(η+1)]1/2.
3. МЕТОДИКА СТЕРИЛИЗАЦИИ КЕТГУТА
Обрабатываемый объект представляет собой
тонкую нить, изготовляемую из кишок животных,
свёрнутую в моток размером 35 мм, помещенную в
стеклянную ампулу с толщиной стенок 0.5 мм,
диаметром d=10 мм и длиной l=105 мм, частично
заполненную раствором спирта в дистиллированной
воде.По условиям стерилизации требуется облучение
ампулы электронным пучком до набора дозы в
пределах 2÷3 Мрад каждым содержащимся внутри её
элементом. Верхняя граница дозы определяется
возможностью нарушения механических свойств
нити. Многокомпонентность объекта (стекло, раствор,
кетгут, воздух) значительно усложняет эту задачу,
если учесть, что при этом необходимо обеспечить
максимальное использование мощности пучка и
производительности облучения на стенде в целом.
Ампулы укладывались в картонные коробки
(внутренние размеры 400x110x50 мм) упорядо-
ченно, кетгутом в одну и ту же сторону, слоями в
среднем по 40 шт. Коробки устанавливались на
конвейере так, чтобы ампулы располагались
вертикально, кетгутом вниз.
Таким образом, объект облучения состоял из двух
разных по плотности и размеру частей: нижней с
l2=35 мм, ρ2≈1,3 г/см3 (кетгут в растворе спирта) и
52
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ 1999, № 1.
СЕРИЯ: ЯДЕРНО−ФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (33).
верхней: l1=70 мм, ρ1≈0,24 г/см3 (незаполненные
части ампул). Средняя плотность оценивалась с
учётом плотности вещества и коэффициента
заполнения коробок kз≈0.81. Для более полного
использования мощности электронного пучка и
выравнивания поглощенной дозы по глубине объекта,
коробки складывались в блоки попарно и облучение
проводилось с двух сторон. Количество слоёв в
каждой коробке находилось из соотношения
dk
ECn
з ⋅⋅⋅
⋅⋅≤
ερ
α
1
01 cos
, (4)
где C1≈1,1 – коэффициент, определяющий глубину
чистого вещества, на которой поглощённая доза
составляет 40% от максимальной величины [2]. При
энергии пучка E0=15 МэВ (ограничение сверху
обусловлено опасностью наведенной активности),
α=550 и ε≈2 расчетное значение n≈4.6
(использовалась четырёхслойная упаковка).
В режиме двухстороннего облучения появляется
дополнительная возможность увеличения эффек-
тивности за счёт уменьшения среднеквадратичного
радиуса пучка и оптимального расположения ампул
на конвейере, при котором на обоих их концах
набирается одинаковая доза. Параметр σ в этом
случае может быть вычислен по формуле
γγγ
σ
ln2
ln2
ln
ln1
ln2
1 mlml −⋅−
−⋅= , (5)
где γ=2-ρ2/ρ1 – коэффициент, учитывающий уве-
личения дозы в верхних относительно “прозрачных”
для электронов частях коробок при двухстороннем
облучении блока. Предполагается, что в нижней
части каждой коробки со средней плотностью ρ1
происходит практически полное поглощение энергии
пучка. m=D/D0 – отношение дозы на концах ампулы к
максимальному значению на оси. Оптимальное
смещение коробки относительно оси пучка
определяется выражением
∆y = σ2·lnγ /l. (6)
На рис. 2 приведены результаты расчётного
распределения относительной величины дозы по
высоте ампулы при одностороннем (тонкая кривая) и
двухстороннем (толстая кривая) облучении (σ=5.3 см,
∆y=1.5 см при m=0.8, γ=1.82).
Рабочие параметры облучения были выбраны
достаточно близкими к расчётным. Согласно (3),
заданная величина максимальной дозы на оси си-
стемы 2.5 Мрад обеспечивается в режиме ускорителя
по току ~40 мкА, при среднеквадратичном радиусе
пучка ~6 см и скорости конвейера ~0.36 см/сек. На
рис. 3 показано распределение дозы по глубине блока,
где обозначены данные для одностороннего
(штриховая кривая) и двухстороннего (сплошная
кривая) облучения, рассчитанные по методу,
изложенному в [2]. Здесь также приведены
результаты измерений с помощью дозиметрической
плёнки ДРД04-4 и спектрофотометра СФ-46
(кружочки соответствуют одностороннему,
заштрихованные– двухстороннему облучению).
Рис. 2
r, см
Рис. 3
В заключение отметим, что
– хорошее совпадение расчетных и эксперимен-
тальных данных по определению абсолютного
значения поглощенной дозы свидетельствует о
достаточной точности (в пределах 10%) описания
процесса обработки изделий на конвейере;
– использование двухстороннего облучения кетгута в
ампулах позволило на 60% уменьшить сред-
неквадратичный радиус пучка и соответственно
производительность работ;
–коэффициент эффективности использования пучка
~65% можно увеличить за счет применения
дополнительного рассеивателя перед объектом.
Литература
1. П.М. Рябка, В.Г. Солодовник. Труды 12
Всесоюзного совещания по ускорителям
заряженных частиц. М. Т. 2б , с.67.
2. Доклад 35 МК РЕ, Радиационная дозиметрия
электронных пучков 1-50 МэВ, М. Атомиздат,
1988.
Статья поступила: в редакцию 25 мая 1998 г.,
в издательство 3 июня 1998 г.
53
1. ВВЕДЕНИЕ
РАСЧЕТ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ
3. МЕТОДИКА СТЕРИЛИЗАЦИИ КЕТГУТА
Литература
|