Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields
Results of a study of dosimetry characteristics of a prototype of the detector based on a polycrystalline diamond film (CVD-diamond) produced in NSC KIPT are summarized. The techniques of the detector calibration against the electron and X-ray radiation dose rate are developed. The conditions of c...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80276 |
| 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: | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields / V.E. Kutny, V.I. Nikiforov, O.A. Opalev, Yu.V. Rogov, A.V. Rybka, V.A. Shevchenko, I.N. Shlyakhov, V.E. Strelnitsky, A.Eh. Tenishev, V.L. Uvarov // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 3. — С. 162-165. — Бібліогр.: 12 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859821594212302848 |
|---|---|
| author | Kutny, V.E. Nikiforov, V.I. Opalev, O.A. Rogov, Yu.V. Rybka, A.V. Shevchenko, V.A. Shlyakhov, I.N. Strelnitsky, V.E. Tenishev, A.Eh. Uvarov, V.L. |
| author_facet | Kutny, V.E. Nikiforov, V.I. Opalev, O.A. Rogov, Yu.V. Rybka, A.V. Shevchenko, V.A. Shlyakhov, I.N. Strelnitsky, V.E. Tenishev, A.Eh. Uvarov, V.L. |
| citation_txt | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields / V.E. Kutny, V.I. Nikiforov, O.A. Opalev, Yu.V. Rogov, A.V. Rybka, V.A. Shevchenko, I.N. Shlyakhov, V.E. Strelnitsky, A.Eh. Tenishev, V.L. Uvarov // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 3. — С. 162-165. — Бібліогр.: 12 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Results of a study of dosimetry characteristics of a prototype of the detector based on a polycrystalline diamond
film (CVD-diamond) produced in NSC KIPT are summarized. The techniques of the detector calibration against the
electron and X-ray radiation dose rate are developed. The conditions of calibration were studied by means of computer
simulation. For determination of detector sensitivity to electron radiation, it was placed inside of a standard
polystyrene phantom. An additional filter of electrons was used at measurement in the X-ray field. Every time detector
irradiation was carried out together with the Harwell Red Perpex 4034 dosimeters, which registrations provided
the calibration data. The measurements, executed at the LU-10, EPOS and LU-40 linacs of NSC KIPT, have demonstrated,
that the values of detector sensitivity against each type of radiation are close and conform to ones obtained
earlier for the low-intensity radiation fields. Considering significant radiation durability of the CVD-diamond, it
enables its application in technological dosimetry.
Описаны результаты исследования дозиметрических характеристик изготовленного в ННЦ ХФТИ опытного образца детектора на основе поликристаллической алмазной пленки (CVD-алмаз). Разработаны методики калибровки детекторов по мощности поглощенной дозы электронного и тормозного излучений. Условия калибровки исследованы методом компьютерного моделирования. Для определения чувствительности детектора к электронному излучению его помещали внутри фантома из полистирола. При измерениях в поле тормозного излучения использовался дополнительный фильтр электронов. В каждом случае облучение детектора выполнялось совместно с дозиметрами Harwell Red Perspex 4034, по показаниям которых производилась калибровка. Проведенные на ускорителях ЛУ-10, ЭПОС и ЛУ-40 ННЦ ХФТИ измерения показали, что значения чувствительности детектора для каждого вида излучения близки и согласуются с полученными ранее в условиях полей излучения низкой интенсивности. Учитывая высокую радиационную стойкость CVD-алмаза, это обеспечивает возможность его применения в технологической дозиметрии.
Описанo результати дослідження дозиметричних характеристик виготовленого в ННЦ ХФТІ дослідного зразка детектора на основі полікристалічної алмазної плівки (CVD-алмаз). Розроблено методики калібрування детекторів за потужністю поглинутої дози електронного та гальмівного випромінювань. Методом комп'ютерного моделювання досліджені умови калібрувань. Для визначення чутливості детектора до електронного випромінювання його розміщували усередині стандартного фантома з полістиролу. При вимірюваннях у полі гальмівного випромінювання використовувався додатковий фільтр електронів. У кожному випадку опромінювання детектора виконувалося спільно з дозиметрами Harwell Red Perpex 4034, за показаннями яких проводилося калібрування. Проведені на прискорювачах ЛУ-10, ЕПОС та ЛУ-40 ННЦ ХФТІ вимірювання показали, що значення чутливості детектора для кожного виду випромінювання є близькі і узгоджуються з такими, що одержані раніше в умовах полів випромінювання низької інтенсивності. Зважаючи на значну радіаційну стійкість CVD-алмазу, це забезпечує можливість його застосування в технологічній дозиметрії.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:25:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №3(91) 162
CALIBRATION OF CVD-DIAMOND BASED DOSIMETER
IN HIGH-POWER ELECTRON AND X-RAY RADIATION FIELDS
V.E. Kutny, V.I. Nikiforov, O.A. Opalev, Yu.V. Rogov, A.V. Rybka, V.A. Shevchenko,
I.N. Shlyakhov, V.E. Strelnitsky, A.Eh. Tenishev, V.L. Uvarov
National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology”, Kharkov, Ukraine
E-mail: uvarov@kipt.kharkov.ua
Results of a study of dosimetry characteristics of a prototype of the detector based on a polycrystalline diamond
film (CVD-diamond) produced in NSC KIPT are summarized. The techniques of the detector calibration against the
electron and X-ray radiation dose rate are developed. The conditions of calibration were studied by means of com-
puter simulation. For determination of detector sensitivity to electron radiation, it was placed inside of a standard
polystyrene phantom. An additional filter of electrons was used at measurement in the X-ray field. Every time detec-
tor irradiation was carried out together with the Harwell Red Perpex 4034 dosimeters, which registrations provided
the calibration data. The measurements, executed at the LU-10, EPOS and LU-40 linacs of NSC KIPT, have demon-
strated, that the values of detector sensitivity against each type of radiation are close and conform to ones obtained
earlier for the low-intensity radiation fields. Considering significant radiation durability of the CVD-diamond, it
enables its application in technological dosimetry.
PACS: 07.57.Kp, 29.40.-n, 85.25.Pb, 81.05.ug
INTRODUCTION
Natural diamond has a unique combination of elec-
trophysical properties: wide gap (Еg=5.5 eV), high elec-
trical strength (> 107 V/cm) and specific resistance
(> 1011 Ohm·cm), and also, large energy of atom dis-
placement from lattice (43 eV). These features allow to
use diamond in radiation and nuclear physics, in par-
ticular in detectors of γ- and β-radiation (see, for exam-
ple, [1]). An additional possibility of diamond applica-
tion in radiometry has appeared with the development of
synthesis of the polycrystalline diamond films (PDF)
and wafers by a method of chemical vapor deposition
(CVD). This method has allowed to realize a large-scale
manufacturing of detectors with the specific parameters
for application in nuclear instrumentation [2], high en-
ergy physics [3], medicine [4], etc.
The data obtained recently on radiation hardness of
CVD-diamond detectors [5] open also perspectives for
their application in dosimetry of electron and X-Ray
(bremsstrahlung) radiation at industrial accelerators. A
specificity of such installations lays in the large average
(> 10 kW) and pulsed (up to 10 МW) power of an elec-
tron beam, determining the range of radiation and ther-
mal loads on the detector. In this paper, the results of
the measurement of analog sensitivity of the CVD-
diamond detectors, developed in NSC KIPT, in the
fields of the high-power electron and bremsstrahlung
radiation are discussed.
1. METHODS AND MATERIALS
1.1. The PDF films for detectors were synthesised
by the CVD method from a gas phase by activation of a
carbon-hydrogen mixture with the glow dicharge,
stabilized by a magnetic field. The samples obtained
had the area up to 1 cm2 and thickness up to
350 microns. The quality of PDFs was checked by a
method of infra-red spectroscopy. The parametrization
of films was carried out by a measurement of their
current-to-voltage characteristics. These measurements
were made after each operation of annealing, etching,
and exposure to radiation. With a specific electrical
resistance ≥ 1012 Ohm·cm, samples meet the
requirements, which the material for detector should
comply with.
In the process of detector manufacturing, its growth
and substrate surfaces were polishied. The metal
contacts (Al, Ti) of various geometry (strip, planar,
coplanar) were then applied by the plasmochemical and
photolytographic techniques.
1.2. The sample of the diamond detector (DD)
(Fig. 1), used in experiments, was grown on a n-type
silicon substrate of 1.5 mm thick. The thickness of PDF
was 180 microns. On its growth surface, the two Al
contacts were evaporated and used as a single common
contact. The substrate was an another contact. The total
area of the contact (the detector surface) was 10 mm2.
The dark resistance of the detector before the exposure
was 1.2·1011 Ohm.
Fig. 1. Diamond detector
1.3. During the calibration measurements, the irradi-
ation of the detector was monitored using the Red Per-
spex 4034 dosimeters [6]. Commonly, they are used as
the routine dosimetry systems in radiation technology
with the use of electron and gamma radiation in the dose
range 5…50 kGy. In our case, they were used for de-
termination of a dose absorbed in DD.
1.4. Considering the high pulsed dose rate
(~106 Gy/s), a study of the DD sensitivity under electron
irradiation was carried out in an analog mode (Fig. 2).
Detector Integrator Voltmeter
Bias 100V
Fig. 2. Coupling of DD at exposure to electron beam
In the measurements with DD, a bias voltage of
100 V from an external source was applied to the detec-
mailto:uvarov@kipt.kharkov.ua
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №3(91) 163
tor. The integral action time was 1 s. The integrator out-
put voltage was measured with a digital voltmeter В7-
40. After a beam cut off, its value did not exceed
0.3 mV.
1.5. Determination of the DD sensitivity to X-Ray
was carried out in a pulse mode (Fig. 3). The voltage
drop at a load resistance R1 was measured with a digital
oscilloscope TDS1012.
Bias
100V
DD
R1
100kΩ
TDS1012
Fig. 3. Coupling of DD at exposure to X-ray
1.6. The analysis of an irradiation field, as well as of
its interaction with the elements of measuring devices
was carried out using a computer simulation technique
based on the program system PENELOPE-2008 [7].
2. ELECTRON RADIATION
2.1. Calibration in a field of the electron radiation
was carried out at an accelerator LU-10 in NSC KIPT
[8] (Fig. 4). The DD was placed inside a standard poly-
styrene RISO phantom [9], positioned at a distance of
110 cm from the outlet window of the accelerator. The
phantom corresponds a parallelepiped 1 from foam pol-
ystyrene measuring 29×29×10 см, in which centre, an
absorber 2 in form of a disk from polystyrene 13.8 cm
in diameter and 1.8 cm thick is placed. In the median
plane of the disk, there is a 3 mm wide cavity 3, in
which, the DD was positioned. In the same cavity, the
routine dosimeters Red Perspex (RP) were placed. Their
calibration was preliminarily conducted using the refer-
ence polystyrene calorimetric dosimeters RISO, similar
in structure to the phantoms [9].
e-
LU-10 1
2
3
Fig. 4. Calibration of the detector in electron beam
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
0.88
0.90
0.92
0.94
0.96
0.98
1.00
D
os
e,
re
l.u
n.
Z (cм)
Fig. 5. Depth dose distribution in absorber of phantom
2.2. The results of simulation of the dose distribution
within the phantom absorber are shown in Fig. 5. It is
seen, that the dose in the median plane of the phantom
(z = 0.9 cm) corresponds to its average value over the
volume of the absorber, measured by a calorimetric
method.
2.3. The phantom and detector were irradiated with
the electron beam having the parameters:
electron energy, MeV 9.8;
mean current, µA 760;
pulse rate, Hz 250;
pulse duration, µsec 3.5;
width of the beam scanning zone, cm 32;
scanning frequency, Hz 3.
The results of measurements are given in Table 1.
Table 1
Parameters of DD calibration in electron beam
Dose rate,
kGy/s
DD current,
µA
DD sensitivity
×1010, C/Gy
2.13 0.77 3.61
1.08 0.36 3.34
0.54 0.17 3.09
3. X-RAY
3.1. For measurement of detector sensitivity in the
bremsstrahlung field with end-point energy 10 MeV, a
converter, cooled with water, was installed at the output
of the LU-10 accelerator (Fig. 6). The converter design
and the parameters of the radiation field are described in
details in Ref. [10]. In particular, it was demonstrated
that the electrons of a primary beam are almost com-
pletely absorbed in the converter. So a practically "pure"
X-ray flux affected the DD. The latter was stacked with
the RP dosimeter and positioned at a distance of 40 cm
downstream the converter. Following them, a free-air
wide-aperture ionization chamber (WIC), which moni-
tored the energy flux of X-ray, was placed at a distance
of ~1.5 m.
LU-10 +U
DD
C
Н2О
Iion
40cm
RPe-
Fig. 6. Calibration of DD in X-ray radiation
The measurements were conducted at a different
pulse repetition rate of the accelerator: 250, 125 and
62.5 Hz. The exposition changed in the range
20…60 min providing the absorbed dose values within
an operating range of the RP dosimeters (Table 2).
Table 2
Results of DD calibration (X-ray, 10 MeV)
Pulse
repetition
rate, Hz
Average
dose rate,
Gy/s
DD
current,
nA
DD sensi-
tivity ×1010,
C/Gy
62.5 2.97 0.8 2.75
125 5.72 1.8 3.14
250 13.32 4.0 3.0
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №3(91) 164
3.2. Determination of detector sensitivity to the X-
ray radiation with end-point energy 26 MeV was carried
out at an accelerator EPOS. In this case, the bremsstrah-
lung field was formed by interaction of a scanned elec-
tron beam with a technological target [11]. In the meas-
urements, the accelerator generated the beam with fol-
lowing parameters:
o electron energy, MeV 26;
o average beam current, μA 420;
o pulse duration, μsec 4.2;
o pulse repetition rate, Hz 150.
The average dose rate of bremsstrahlung, measured
with the RP detectors, was 4.90 Gy/s. The DD current
was 1.25 nA, that corresponds to the detector sensitivity
of 2.6×10–10 C/Gy.
3.3. Measurement of the DD sensitivity to brems-
strahlung with end-point energy 40 MeV was conducted
at an accelerator LU-40 [12] (Fig. 7). A converter C
consisted of four tantalum plates, each of 1 mm thick
and 30 mm in diameter and divided with the gaps of
1 mm for cooling. Downstream the converter, a filter-
absorber of electrons F (an aluminum cylinder having
the diameter and thickness of 40 mm) was positioned
followed by the DD detector and RP dosimeter.
LU-40
e-
C F
FAl
Ubias
Ta
RP
DD
Fig. 7. Scheme of DD calibration (X-ray, 40 MeV)
The accelerator provided the beam with following
parameters:
electron energy, MeV 40;
average beam current, μA 4.5;
beam pulsed current, mA 55
pulse width, μs 1.5;
pulse repetition rate, Hz 50.
The measurements have shown, that the average
bremsstrahlung dose rate in DD was 3.0 kGy/s and the
DD current -0.9 nA. Thus, the detector sensitivity
makes 3.0×10–10 C/Gy.
3.4. For an independent analysis of the measurement
data, a computer simulation of the DD calibration con-
ditions in the bremsstrahlung field was carried out. The
developed simulation model included the description of
a primary beam with the actual spatial and energy dis-
tribution of electrons, its interaction with the converter
and the influence of a secondary radiation produced on
the target system.
20 30 40 50 60 70
0
2
4
6
8
10
12
14
Electron tnergy, MeV
A
bs
or
be
d
do
se
, J
/µ
A
⋅h
⋅g
Fig. 8. Dependence of absorbed dose in DD and RP
on electron beam energy
Fig. 8 displays the calculated absorbed dose in DD
and RP (solid lines) as well as the measured dose in the
RP (dots). It is seen, that the calculated and measured
data are in good agreement confirming the correctness
of the DD calibration. This result was expected, taking
into account the proximity of atomic numbers (~6) of
sensitive volumes in DD and RP.
3.5. The results of evaluation of a specific sensitivity
of DD to the electron and X-ray radiation are summa-
rized in Table 3. These data show that the DD sensitivi-
ty within an error of measurement (±15%) does not de-
pend on the type and energy of radiation. The major
sources of the error are those, connected with applica-
tion of the Red Perspex dosimeters, as well as with de-
termination of the detector average current using its
pulse value.
Table 3
Specific sensitivity of DD
Radiation Energy,
MeV
Specific sensitivity
×1010, C/Gy·mm3
Electron 9.8 1.81
Photon 10.0
26.0
40.0
1.64
1.45
1.67
CONCLUSIONS
The CVD-diamond detectors can be applied for
technological dosimetry of electron and bremsstrahlung
radiation in the range of dose rate 3…2500 Gy/s at the
electron and photon energy 10…40 MeV with radiation
durability not less than ~107 Gy.
The average value of specific sensitivity, obtained in
this work for an experimental detector, is twice as much
as that determined at the DD calibration under low radi-
ation dose rate [4]. The difference is most likely due to
the specificities of the applied techniques for the CVD-
diamond grows and, as a result, to the detector parame-
ters obtained.
REFERECES
1. S.F. Kozlov, E.A. Konorova, Y.A. Salikov, et al.
Diamond Dosimeter for X-Ray and β-radiation //
IEEE Trans. Nucl. Sci. 1977, v. 24, p. 235-237.
2. P. Bergonzo, A. Brambilla, D. Tomson, et al.
CVDdiamond for Nuclear Detection Applications //
NIM A. 2002, v. 476, p. 694-700.
3. M. Franklin, A. Fry, K.K. Gan, et al. Development
of Diamond Radiation Detectors for SSC and LHC //
NIM A. 1992, v. 315, p. 39-42.
4. G.A.P. Cirrone, G. Cuttone, S. Lo Nigro, et al. Do-
simetric Characterization of CVD diamonds in Pho-
ton, Electron and Proton Beams // Nucl. Phys. 2006,
v. 150, p. 330-333.
5. L.N. Davydov, A.V. Rybka, A.A. Vierovkin, et al.
Registration of High-Intensity Electron and X-ray
Fields with Polycrystalline CVD-Diamond Detectors
// Proc. of SPIE. 2012, 8507/N1-doi: 10.1117/
12.929291.
6. ISO/ASTM 51276-12. Standard Practice for Use of
a Polymethylmethacrylate Dosimetry System.
7. F. Salvat, J.M. Fernandez-Varea, I. Sempau.
PENELOPE-2008 a Code System for Monte-Carlo
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №3(91) 165
Simulation of Electron and Photon Transport //
OCED Nucl. Ener. Agency (Issy-les-Moulineaus)
France. 2008.
8. V.N. Boriskin et al. Development of radiation tech-
nology and tests in “Accelerator” Sc&Res Est NSC
KIPT // Problems of Atomic Science and Technolo-
gy. Ser. “Nuclear Physics Investigations” (50).
2008, №5, p. 150-154.
9. ISO/ASTM 51631:2011(E). Practice for Use of Cal-
orimetric Dosimetry Systems for Electron Dose
Measurements and Routine Dosimetry System.
10. V.I. Nikiforov, V.L. Uvarov. A Method for Analysis
and Optimization of Electron Accelerator Exit De-
vices under Breamsstrahlung Generation Mode //
Problems of Atomic Science and Technology. Ser.
“Nuclear Physics Investigations” (58). 2012, №3,
p. 207-210.
11. A.N. Dovbnya, N.A. Dovbnya, V.I. Nikiforov,
V.L. Uvarov. Electron Linac Based e, X-Facillity //
Proc. of EPAC Edinburgh, Scotland, 2006, p. 1235-
1237.
12. N.I. Ayzatsky, V.I. Beloglazov, V.P. Bozhko, et al.
Electron 100 MeV Linac Based Facility for Nuclear-
Physics Experimental Investigation // Problems of
Atomic Science and Technology. Ser. “Nuclear
Physics Investigations”. (53). 2010, №2, p. 18-22.
Article received 04.11.2013
КАЛИБРОВКА ДОЗИМЕТРОВ НА ОСНОВЕ CVD-АЛМАЗА В ПОЛЯХ ЭЛЕКТРОННОГО
И ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЙ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
В.Е. Кутний, В.И. Никифоров, О.А. Опалев, Ю.В. Рогов, А.В. Рыбка, В.А. Шевченко, И.Н. Шляхов,
В.Е. Стрельницкий, А.Э. Тенишев, В.Л. Уваров
Описаны результаты исследования дозиметрических характеристик изготовленного в ННЦ ХФТИ опыт-
ного образца детектора на основе поликристаллической алмазной пленки (CVD-алмаз). Разработаны мето-
дики калибровки детекторов по мощности поглощенной дозы электронного и тормозного излучений. Усло-
вия калибровки исследованы методом компьютерного моделирования. Для определения чувствительности
детектора к электронному излучению его помещали внутри фантома из полистирола. При измерениях в поле
тормозного излучения использовался дополнительный фильтр электронов. В каждом случае облучение де-
тектора выполнялось совместно с дозиметрами Harwell Red Perspex 4034, по показаниям которых произво-
дилась калибровка. Проведенные на ускорителях ЛУ-10, ЭПОС и ЛУ-40 ННЦ ХФТИ измерения показали,
что значения чувствительности детектора для каждого вида излучения близки и согласуются с полученными
ранее в условиях полей излучения низкой интенсивности. Учитывая высокую радиационную стойкость
CVD-алмаза, это обеспечивает возможность его применения в технологической дозиметрии.
КАЛІБРУВАННЯ ДОЗИМЕТРІВ НА ОСНОВІ CVD-АЛМАЗУ В ПОЛЯХ ЕЛЕКТРОННОГО
ТА ГАЛЬМІВНОГО ВИПРОМІНЮВАНЬ ВЕЛИКОЇ ПОТУЖНОСТІ
В.Є. Кутній, В.І. Нікіфоров, О.А. Опальов, Ю.В. Рогов, А.В. Рибка, В.А. Шевченко, І.М. Шляхов,
В.Є. Стрельницький, А.Е. Тєнішев, В.Л. Уваров
Описанo результати дослідження дозиметричних характеристик виготовленого в ННЦ ХФТІ дослідного
зразка детектора на основі полікристалічної алмазної плівки (CVD-алмаз). Розроблено методики калібру-
вання детекторів за потужністю поглинутої дози електронного та гальмівного випромінювань. Методом
комп'ютерного моделювання досліджені умови калібрувань. Для визначення чутливості детектора до елект-
ронного випромінювання його розміщували усередині стандартного фантома з полістиролу. При вимірю-
ваннях у полі гальмівного випромінювання використовувався додатковий фільтр електронів. У кожному
випадку опромінювання детектора виконувалося спільно з дозиметрами Harwell Red Perpex 4034, за пока-
заннями яких проводилося калібрування. Проведені на прискорювачах ЛУ-10, ЕПОС та ЛУ-40 ННЦ ХФТІ
вимірювання показали, що значення чутливості детектора для кожного виду випромінювання є близькі і
узгоджуються з такими, що одержані раніше в умовах полів випромінювання низької інтенсивності. Зважа-
ючи на значну радіаційну стійкість CVD-алмазу, це забезпечує можливість його застосування в технологіч-
ній дозиметрії.
INTRODUCTION
2. ELECTRON RADIATION
3. X-RAY
CONCLUSIONS
REFERECES
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80276 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T15:25:52Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Kutny, V.E. Nikiforov, V.I. Opalev, O.A. Rogov, Yu.V. Rybka, A.V. Shevchenko, V.A. Shlyakhov, I.N. Strelnitsky, V.E. Tenishev, A.Eh. Uvarov, V.L. 2015-04-14T06:21:06Z 2015-04-14T06:21:06Z 2014 Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields / V.E. Kutny, V.I. Nikiforov, O.A. Opalev, Yu.V. Rogov, A.V. Rybka, V.A. Shevchenko, I.N. Shlyakhov, V.E. Strelnitsky, A.Eh. Tenishev, V.L. Uvarov // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 3. — С. 162-165. — Бібліогр.: 12 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 07.57.Kp, 29.40.-n, 85.25.Pb, 81.05.ug https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80276 Results of a study of dosimetry characteristics of a prototype of the detector based on a polycrystalline diamond film (CVD-diamond) produced in NSC KIPT are summarized. The techniques of the detector calibration against the electron and X-ray radiation dose rate are developed. The conditions of calibration were studied by means of computer simulation. For determination of detector sensitivity to electron radiation, it was placed inside of a standard polystyrene phantom. An additional filter of electrons was used at measurement in the X-ray field. Every time detector irradiation was carried out together with the Harwell Red Perpex 4034 dosimeters, which registrations provided the calibration data. The measurements, executed at the LU-10, EPOS and LU-40 linacs of NSC KIPT, have demonstrated, that the values of detector sensitivity against each type of radiation are close and conform to ones obtained earlier for the low-intensity radiation fields. Considering significant radiation durability of the CVD-diamond, it enables its application in technological dosimetry. Описаны результаты исследования дозиметрических характеристик изготовленного в ННЦ ХФТИ опытного образца детектора на основе поликристаллической алмазной пленки (CVD-алмаз). Разработаны методики калибровки детекторов по мощности поглощенной дозы электронного и тормозного излучений. Условия калибровки исследованы методом компьютерного моделирования. Для определения чувствительности детектора к электронному излучению его помещали внутри фантома из полистирола. При измерениях в поле тормозного излучения использовался дополнительный фильтр электронов. В каждом случае облучение детектора выполнялось совместно с дозиметрами Harwell Red Perspex 4034, по показаниям которых производилась калибровка. Проведенные на ускорителях ЛУ-10, ЭПОС и ЛУ-40 ННЦ ХФТИ измерения показали, что значения чувствительности детектора для каждого вида излучения близки и согласуются с полученными ранее в условиях полей излучения низкой интенсивности. Учитывая высокую радиационную стойкость CVD-алмаза, это обеспечивает возможность его применения в технологической дозиметрии. Описанo результати дослідження дозиметричних характеристик виготовленого в ННЦ ХФТІ дослідного зразка детектора на основі полікристалічної алмазної плівки (CVD-алмаз). Розроблено методики калібрування детекторів за потужністю поглинутої дози електронного та гальмівного випромінювань. Методом комп'ютерного моделювання досліджені умови калібрувань. Для визначення чутливості детектора до електронного випромінювання його розміщували усередині стандартного фантома з полістиролу. При вимірюваннях у полі гальмівного випромінювання використовувався додатковий фільтр електронів. У кожному випадку опромінювання детектора виконувалося спільно з дозиметрами Harwell Red Perpex 4034, за показаннями яких проводилося калібрування. Проведені на прискорювачах ЛУ-10, ЕПОС та ЛУ-40 ННЦ ХФТІ вимірювання показали, що значення чутливості детектора для кожного виду випромінювання є близькі і узгоджуються з такими, що одержані раніше в умовах полів випромінювання низької інтенсивності. Зважаючи на значну радіаційну стійкість CVD-алмазу, це забезпечує можливість його застосування в технологічній дозиметрії. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Применение ускорителей в радиационных технологиях Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields Калибровка дозиметров на основе CVD-алмаза в полях электронного и тормозного излучений большой мощности Калібрування дозиметрів на основі CVD-алмазу в полях електронного та гальмівного випромінювань великої потужності Article published earlier |
| spellingShingle | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields Kutny, V.E. Nikiforov, V.I. Opalev, O.A. Rogov, Yu.V. Rybka, A.V. Shevchenko, V.A. Shlyakhov, I.N. Strelnitsky, V.E. Tenishev, A.Eh. Uvarov, V.L. Применение ускорителей в радиационных технологиях |
| title | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields |
| title_alt | Калибровка дозиметров на основе CVD-алмаза в полях электронного и тормозного излучений большой мощности Калібрування дозиметрів на основі CVD-алмазу в полях електронного та гальмівного випромінювань великої потужності |
| title_full | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields |
| title_fullStr | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields |
| title_full_unstemmed | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields |
| title_short | Calibration of CVD-diamond based dosimeter in high-power electron and X-ray radiation fields |
| title_sort | calibration of cvd-diamond based dosimeter in high-power electron and x-ray radiation fields |
| topic | Применение ускорителей в радиационных технологиях |
| topic_facet | Применение ускорителей в радиационных технологиях |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80276 |
| work_keys_str_mv | AT kutnyve calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT nikiforovvi calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT opalevoa calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT rogovyuv calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT rybkaav calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT shevchenkova calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT shlyakhovin calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT strelnitskyve calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT tenishevaeh calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT uvarovvl calibrationofcvddiamondbaseddosimeterinhighpowerelectronandxrayradiationfields AT kutnyve kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT nikiforovvi kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT opalevoa kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT rogovyuv kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT rybkaav kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT shevchenkova kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT shlyakhovin kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT strelnitskyve kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT tenishevaeh kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT uvarovvl kalibrovkadozimetrovnaosnovecvdalmazavpolâhélektronnogoitormoznogoizlučeniibolʹšoimoŝnosti AT kutnyve kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT nikiforovvi kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT opalevoa kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT rogovyuv kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT rybkaav kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT shevchenkova kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT shlyakhovin kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT strelnitskyve kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT tenishevaeh kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností AT uvarovvl kalíbruvannâdozimetrívnaosnovícvdalmazuvpolâhelektronnogotagalʹmívnogovipromínûvanʹvelikoípotužností |