محاسبه و اندازه‌گیری اثر کاهش دز جذبی در لبه‌های محصول بر پارامترهای سیستم شتابدهنده الکترونی رودوترون مدل TT-200

نویسندگان

1 پژوهشگاه علوم وفنون

2 پژوهشگاه علوم وفنون, تهران

3 دانشگاه اراک

4 پژوهشگاه علوم وفنون, یزد

10.22052/3.4.19

چکیده

در پرتوفرآوری مواد با استفاده از الکترون‌های پر انرژی،‌‌ کاهش تعداد الکترون‌های پرا‌‌‌‌کنده شده در ‌‌‌‌‌‌‌لبه‌های محصول، باعث کاهش محسوسی در مقدار دز دریافت شده در این نواحی می‌شود. این موضوع روی برخی پارامترهای سیستم از جمله مقدار یکنواختی دز، کارایی انرژی و آهنگ تولید جرمی که بر مبنای دز کمینه تعیین می‌شوند اثر می‌گذارد. در این تحقیق با استفاده از کد مونت کارلوی MCNP < /span> و اندازه‌گیری‌های تجربی با دزیمترهای CTA، در پرتودهی یک طرفه، توزیع سه بعدی دز جذبی ناشی از پرتوهای الکترونی با انرژی MeV10 در محصول نمونه از جنس سلولز بررسی شده واثر کاهش دز در لبه‌های محصول مورد پرتودهی توسط شتابدهنده الکترونی رودوترون مدل TT-200، بر روی پارامترهای پرتودهی محاسبه و اندازه‌گیری شده است. نتایج محاسباتی و تجربی که توافق خوبی با هم دارند نشان می‌دهند کاهش دز در لبه‌های محصول باعث کاهش دز کمینه، افزایش نسبت یکنواختی دز و کاهش بیشینه کارایی انرژی از مقدار 70/0 به 48/0(در عمق بهینه) در نتیجه کاهش آهنگ تولید جرمی به مقدار حدود 30 درصد در پرتو فرآوری الکترونی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of dose reduction on the product edges irradiated by Rhodotron TT-200 EB accelerator on the radiation processing parameters

نویسندگان [English]

  • gholamreza raisali 1
  • vahid reza babaei 2
  • saeid hamidi 3
  • mahmood reza tahami 4
1
2
3
4
چکیده [English]

In Radiation processing of products by high energy electrons, scattered electrons reduce at the edges of the product and the absorbed dose is low at this regions. Dose reduction in edges, affects some system parameters such as dose uniformity ratio, Energy utilization efficiency and mass throughput.In this paper,the 3-D dose distribution in the sample product was determined by MCNP computer code and experimental data were measured by CTA dosimeters. Calculated and measured data weredeterminedfor one-sided irradiation by TT-200 Rhodotron electron beam accelerator. Also the effect of dose reduction in the product edges on system parameters was investigated. Calculated and measured data were in a good agreement.The results indicate that the dose reduction in the edges of product decreases the minimum absorbed dose and consequently increases the dose uniformity ratio and reduces the efficiency in utilization of energy from 0.70 to 0.48. Also this effect decreases the mass throughput by a factor of 0.68.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electron radiation
  • Dose Uniformity Ratio
  • Energy Utilization Efficiency
  • Mass Throughput Rate
  • Rhodotron
  • Monte Carlo Method.

مراجع

[1] R.B. Miller. Electronic irradiation of foods: an introduction to the technology. Springer Science, United States of America, (2005). [2] N.J. Carron. An introduction to the passage of energetic particles through matter. Taylor &amp; Francis, New York, (2006). [3] A. Toutaoui, N. Khelassi-Toutaoui, Z. Brahimi, A. Chafik Chami. Effects of physics change in Monte Carlo code on electron pencil beam dose distributions. Radiation Physics and Chemistry. 81 (2012) 1-8. [4] F. Ziaie, Z. Zimek, S. Bulka, H. Afarideh, S.M. Hadji-Saeid. Calculated and measured dose distribution in electron and X-ray irradiated water phantom. Radiation Physics and Chemistry. 63 (2002) 177–183. [5] M.R. Cleland, R.A. Galloway, A.H. Heiss, J.R. Logar. Comparisons of Monte Carlo calculations with absorbed dose determinations in flat materials using high-current, energetic electron beams. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 261 (2007) 90-93. [6] R.B. Miller. Food irradiation using bremsstrahlung x-rays. Radiation Physics and Chemistry. 68 (2003) 963–974. [7] M.R. Cleland, L.A. Parks. Medium and high-energy electron beam radiation processing equipment for commercial applications. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 208 (2003) 74–89. [8] D. Defrise, M. Abs, F. Genin, Y. Jongen. Technical status of the first industrial unit of the 10 MeV, 100 kW Rhodotron. Radiation Physics and Chemistry. 46 (1995) 473-476. [9] M. Van Lancker, A. Herer, M.R. Cleland, Y. Jongen, M. Abs. The IBARhodotron: An industrial high-voltage high-poweredelectron beam accelerator for polymers radiation processing. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 151 (1999) 242-246. [10] M.R. Cleland, R.A. Galloway, F. Genin, M. Lindhom. The use of dose and charge distributions in electron beam processing. Radiation physics and Chemistry. 63 (2002) 729-733. [11] V. Lopez, M. Ciofalo, A. Parlato. A feasibility study on the application of radiation technology to wastewater treatment in Sicily. Graduation Course in Nuclear Engineering. Faculty of Engineering, University of Palermo, Italy,(2006). [12] M.R. Cleland, R.A. Galloway, A.J. Berejka. Energy dependence of electron beam penetration, area throughput rates and electron energy utilization in the low-energy region. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 261 (2007) 94–97. [13] International standard ISO/ASTM.Standard practice for use of a cellulose triacetate dosimetry system. ISO/ASTM 51650, PA, USA, (2005). [14] J.F. Briesmeister-Editor , MCNP - A general Monte Carlo N – particle transport code-version 4c. Diagnostics Applications Group, Los Alamos National Laboratory,(2000). [15] International Standard ISO/ASTM.Standard practice for dosimetry in an electron beam facility for radiation processing at energies between 300 keV and 25 MeV.ISO/ASTM 51649, PA, USA, (2005). [16] ICRU. Radiationdosimetry: Electron with initial energies between 1 and 50 MeV, ICRU Report 21,Bethesda-Maryland, USA,(2001). [17] International standard ISO/ASTM.Standard guide for selection and calibration of dosimetry systems for radiation processing,ISO/ASTM 51261, PA, USA, (2002).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار