Спосіб генерування рентгенівського випромінювання

Изобретение относится к технике генерирования рентгеновского излучения и может быть использовано для облучения объектов как жестким тормозным излучением в таких традиционных областях его использования, как дефектоскопия, медицинская рентгенодиагностика, обработка предметов с целью их стерилизации, полимеризации, а также мягким и монохроматическим излучением. Для решения задач дефектоскопии, например получения, литых и сварных соединений, облучения объектов большой площади или объема необходимо генерировать излучение с большой площадью дозного поля. Однако такое излучение, как правило, имеет большую неоднородность дозы по облучаемой площади, невозможность регулирования дозы по облучаемой площади, малую интенсивность, что снижает эффективность использования известных способов в указанных выше областях. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ генерирования рентгеновского излучения, включающий генерирование электронного пучка и последующее его торможение на рентгеновской мишени в азимутальном магнитном поле токонесущего проводника. Недостатком известного способа является низкая интенсивность и высокая неоднородность дозы по облучаемой площади, что объясняется использованием в качестве мишени тонкой фольги, Кроме того, при сравнительно небольших мощностях электронного пучка происходит сгорание фольговой мишени, а при повышении мощности сгорание приобретает взрывной характер, что может быть опасным. Разрушение мишени пучком электронов приводит к тому, что для получения очередного импульса необходима замена мишени, то есть перезарядка установки, что снижает эффективность использования способа в указанных выше областях. В основу изобретения поставлрна задача усовершенствования способа генерирования рентгеновского излучения, при котором вследствие двухступенчатого инжектирования электронов в камеру, заполненную газом при повышенном давлении, обеспечивают получение рентгеновского излучения большей интенсивности с более равномерным распределением дозы по облучаемой площади. Использование газовой мишени дает возможность получать излучение в импульсном режиме, но без перезарядки камеры. Двухступенчатое инжектирование пучка электронов при определенным образом выбранных токах осевых проводников позволяет создать также азимутальные поля, при которых оказывается возможным ввести в камеру дрейфа значительно более мощный пучок электронов. Это обстоятельство в свою очередь вызывает существенное увеличение интенсивности рентгеновского излучения, что повышает эффективность использования способа как в дефектоскопии, так и в области медицинской рентгенодиагностики, стерилизации, полимеризации и т.п. процессах. Поставленная задача решается тем, что в известном способе генерирования рентгеновского излучения, включающем генерирование электронного пучка и последующее его торможение на рентгеновской мишени в азимутальном магнитном поле токонесущего проводника, согласно изобретению, вначале электронный пучок инжектируют в переходную область, а затем в рабочую, заполненную газом при давлении 0,5-3 атм, при этом азимутальные магнитные поля в переходной и рабочей области создают при помощи аксиальных проводников с током Iпр1,Iпр2 соответственно, которые выбирают из соотношений Ε - энергия электронов пучка, МэВ; I э - ток электронов пучка, кА; I а - ток Альфвена, кА; L-длина рентгеновской мишени, которую выбирают при условии I пр2 > I э, см; R0(E, Ζ, Ρ) - полная длина пробега электронов с энергией Ε в газе с атомным номером 7. при давлении газа Р, см. Наличие переходной области, азимутальное поле которой определяется током проводника 1пр1, позволяет эффективно инжектировать пучок в рабочую область, заполненную газом при повышенном давлении, избежать потерь пучка за счет отражения от магнитного поля, что ведет к повышению интенсивности рентгеновского излучения. Облучение газовой мишени позволяет получить равномерное распределение дозы по облучаемой площади и существенно увеличить интенсивность излучения за счет своеобразного агрегатного состояния мишени. Изменяя давление и атомный номер молекул газа, а также используя смеси газов, можно получить требуемый спектр рентгеновского излучения, Двухступенчатое введение ускоренных электронов через два азимутальных поля с различными параметрами приводит к тому, что на газовой мишени тормозится их основная часть. Объемная газовая мишень способствует увеличению интенсивности рентгеновского излучения и равномерности распределения дозы по облучаемой площади. Получению максимальной интенсивности способствует и подбор соответствующих токов в осевых проводниках, создающих азимутальные магнитные поля. Примеры осуществления способа приведены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет получить интенсивность излучения не менее, чем в два раза большую в сравнении с прототипом (графа 7), Следует отметить, что примеры 1-4 осуществления способа являются расчетными, а примеры 5, 6 осуществлены на экспериментальной установке. Как видно из расчетных и экспериментальных результатов, способ позволяет варьировать интенсивность излучения в широких пределах, то есть на два порядка по площади облучения при неоднородности не более 25% по облучаемой площади и на четыре порядка по интенсивности облучения.