en
ru
  • ModeRTL
  • ModePEB
  • ModeXR
  • ModeStEB
  • ModeStXR
  • ModeDW
  • ModeGR
  • ModeSAL
  • RT-Builder
  • ModeCEB
  • Abstracts of journals
  • Abstracts of conference's papers
  • Abstracts of books
  • Словарь
  • Practical tasks
  • Training courses
  • Страничка для студента
  • The Panel on Gamma and Electron irradiation known as the Panel
  • Radiation Process Simulation and Modeling User Group
  • International Atomic Energy Agency
  • Google search
  • ManualManual_pdf


    mode picture

    1. Программа ModeRTL. Параметры радиационного оборудования

    1.1 Главная форма программы ModeRTL

    Работа со всеми программами RT-Office начинается с загрузки конфигурационных файлов для характеристик/параметров радиационного оборудования и облучаемой мишени в упаковке.

    Главная форма программы ModeRTL приведена на Рис.1. Диалоговое окно загрузки и сохранения конфигурационных файлов «Open configuration» (Открыть конфигурацию) приведено на Рис.2. При моделировании процессов облучения все изменения характеристик/параметров радиационного оборудования и облучаемой мишени можно проводить только после загрузки тестовых файлов: «Test.rts» - для «Irradiating system» (Система облучения) и «Test.rtt» - «Irradiated target» (Облучаемая мишень).

    Рис. 1.1. Главная форма Программы ModeRTL. Программа ModeRTL ->

    Программа ModeRTL состоит из пяти модулей и сервисных блоков (См. Рис.1)

    • Модуль «Aнaлитика» («Analytics») предназначен для быстрых аналитических оценок распределения поглощенной дозы в мишени, расположенной на движущемся конвейере и облучаемой сканирующим пучком электронов (ПЭ).
    • Расчетный модуль «Монте Карло (МК)» («Monte Carlo») предназначен для точного расчета распределения поглощенной дозы и распределение заряда в мишени, расположенной на движущемся конвейере и облучаемой сканирующим ПЭ.
    • Модуль «Температура» («Temperature») предназначен для расчета и анализа температурных полей, которые возникают в облучаемой мишени за счет радиационного нагрева, а также динамику процесса охлаждении облучаемых мишеней.
    • Модуль «Сравнения» («Comparison») позволяет проводить научный анализ и сравнение расчетных и экспериментальных данных для распределений поглощенной дозы в мишени, облучаемой сканирующим ПЭ.
    • Модуль «Дозиметрия» («Dosimetry») используется при обработки экспериментальных данных для распределений поглощенной дозы в мишени, облучаемой сканирующим ПЭ. Преобразование этих данных в формат, Модуля «Сравнения».
    RTL dialog window

    Рис. 1.2. Диалоговое окно «Open configuration»

    Модуль расчета распределения поглощенной дозы пучка электронов методом Монте Карло реализует методы статистических испытаний для расчета пространственного распределения поглощенной дозы и интегральных характеристик воздействия пучка электронов на облучаемые объекты. В этом модуле получение данных базируется на моделировании методом Монте Карло процессов переноса электронов в веществе облучаемого объекта.

    1.2. Источник пучка электронов

    На Рис. 1.3 а, b приведен вид интерфейса «Monte Carlo» (Схема расчетного модуля Монте Карло) (см. Рис. 1.3 а) и интерфейса «Source» (Источник) (см. Рис. 1.3 b) для ввода входных данных основных параметров пучка электронов, которые используются в современных ускорителях электронов.

    Scheme of calculation MC block

    Рис. 1.3. a) Схема расчетного модуля Монте Карло.
    b) Интерфейс «Source» для ввода входных данных параметров пучка электронов

    Интерфейс «Source» включает 4 блока:

    1. Блок «Beam current» (Ток пучка) содержит несколько полей ввода данных для тока ПЭ. Здесь 2 режима ввода данных «Pulsed regime» (Импульсный режим) и «Average current» (Средний ток). При работе на ускорителе с импульсными пучками вводятся значения величины импульсного тока ПЭ в амперах (А), длительность импульса в msec, частота следования импульсов в Hz. При работе на ускорителе с непрерывными пучками вводятся значения величины «Average current» среднего тока ПЭ в mA.

    2. Блок «Spectrum» (Спектр) - для ввода входных данных спектра энергии ПЭ. Здесь 2 режима ввода данных «MonoEnergy» (Моно энергия) для ввода данных моноэнергетического ПЭ в MeV и «Spectrum» для ввода данных спектральных характеристик энергии ПЭ.

    Энергетический спектр ПЭ задается в табличном виде. Таблица формируется из (N rows) (N рядов), в которую будут вводится данные о спектральной характеристике энергии ПЭ с помощью кнопки «Correct table» (Корректирование таблицы). Значения энергии вводятся в MeV, значения Intensity (Интенсивности) в относительных единицах.

    3. Блок «Angular spread» (Угловое расхождение электронов в пучке при входе в мишень) - для ввода входных данных спектральных характеристик углового расхождения ПЭ. Здесь 2 режима ввода данных «MonoDirect» (Моно-направленный ПЭ, т.е. ПЭ без расхождения) и «Angular spread». Спектральные характеристики углового расхождения ПЭ вводятся в виде таблицы по аналогии с таблицей энергетического спектра ПЭ. Значения Angle (Угол расхождения) вводятся в градусах, значения Intensity в относительных единицах.

    4. Блок «Space spread» (Пространственное распределение) - для ввода входных данных пространственного распределения электронов в пучке при входе в мишень. Здесь 2 режима ввода данных «Point beam» (Точечный пучок) и «Distributive beam» (Распределенный пучок).

    Распределение электронов по сечению ПЭ задано Гауссовым распределением, которое характеризуется диаметром пучка (Beam diameter, cm) (Диаметр пучка в см) и дисперсией распределения (Full width on half maximum, cm) (Полная ширина на полу-высоте от максимального значения в cm).

    Сохранение результатов ввода и корректировки данных

    Во всех интерфейсах программ RT-Office после ввода или корректировки характеристик радиационного оборудования, облучаемого контейнера с материалом, режимов облучения все данные сохраняются кнопкой «Save data and close this windows» (Сохранить данные и закрыть это окно).

    1.3. Сканер и конвейерная линия

    На Рис. 1.4 приведен вид интерфейса «Scanning system» (Система сканирования) ввода входных данных для сканера и конвейерной линии в программе ModeRTL.

    Data Output form for scannner

    Рис. 1.4. Форма ввода входных данных для сканера и конвейерной линии.

    Интерфейс «Scanning system» включает 3 блока:

    1. Блок «Conveyor» (Конвейерная линия) содержит несколько полей ввода данных для конвейерной линии «Speed» (Скорость движения конвейера) в cm/sec и «Width» (Ширина конвейерной линии) в cm.

    2. Блок «Scanning horn» (Раструб сканирующего устройства ускорителя) содержит окна ввода данных для «Scan horn height» (Высота раструба сканера) в cm и «Frequency» (Частота сканирования) в Hz.

    3. Блок «Regimes of scanning» (Режимы сканирования) содержит поля ввода данных для различных режимов сканирования ПЭ:

    • «Non-diverging beam» «Сканирование параллельным ПЭ» и
    • «Triangular scanning» (Треугольное сканирование).

    В программе имеется возможность изменения временной зависимости тока в магните сканера, и, соответственно, магнитного поля в сканере от времени. Функция изменения временной зависимости тока в магните сканера позволяет выравнивать распределение поглощенной дозы в облучаемой мишени в направлении сканирования ПЭ.

    • В «Default mode» (Установка по умолчанию) в блоке «Regimes of scanning» временная зависимость тока в магните сканера соответствует «пилообразной».
    • В «Custom mode» (Устанавливается пользователем) временная зависимость тока в магните сканера устанавливается пользователем.

    Временная зависимость тока в магните сканера задается в табличном виде. Таблица формируется из (N rows) (N рядов), в которую вводятся данные с помощью кнопки «Correct table« (Корректирование таблицы). Значения Time (время) и Current (Ток) вводятся в относительных единицах.

    4. Блок «Geometry» (Геометрия) характеризует взаимное расположение выходного окна сканирующего устройства и плоскости конвейерной линии, на которой располагается контейнер с облучаемой продукцией. Блок «Geometry» содержит окна ввода данных для величины «Distance scan-conveyor» «Расстояние от выходного окна сканера до конвейера» в cm и «Width of scanning» «Ширина сканирования ПЭ» в cm.

    В блоке «Geometry» (Геометрия) значения величин «Y angle of target» «Ориентация облучаемой мишени на конвейерной линии под углом Y» и «X angle of target» «Ориентация облучаемой мишени на конвейерной линии под углом Х» характеризуют ориентацию расположения контейнера с облучаемой продукцией на конвейерной линии. Угол Y - характеризуют угол наклона контейнера с облучаемой продукцией относительно плоскости конвейерной линии вдоль направления сканирования ПЭ, угол Х - вдоль направления движения конвейерной линии. Значения углов вводятся в градусах.

    После ввода и корректировки всех характеристик ускорителя электронов, сканера, конвейерной линии, контейнера с облучаемой продукцией необходимо установить Number of trajectories (Статистику расчета) (см. Рис. 1.1). Расчет распределения поглощенной дозы ПЭ в облучаемой продукции методом МК осуществляется кнопкой «Simulation» (Расчет) (см. Рис. 1.1).

    2. Параметры материала облучаемой мишени

    2.1 Простая 2D модель. Программы ModeRTL и ModeXR

    На Рис. 2.1 приведен вид интерфейса «Target and cover» (Мишень и упаковка) ввода входных данных для «Irradiated object» (Target) (Облучаемый объект, Мишень) и «Cover of irradiated object» (Упаковка облучаемого объекта). Этот интерфейс открывается при нажатии кнопки «Target» в главных формах программ ModeRTL и ModeXR.

    Рисунки 4, 5 и 8 в Части 2 показывают различные модели облучаемых мишеней в/без упаковки, которые используются в программах ModeRTL и ModeXR при моделировании радиационно-технологических процессов на основе ПЭ и ТИ.

    Target and Cover

    Рис. 2.1. Интерфейс ввода входных данных для облучаемой мишени «Irradiated object» (Облучаемая мишень) и «Cover of irradiated object» «Упаковка облучаемой мишени»

    Особенности простой 2D модели облучаемой мишени ПЭ/ТИ:

    • Мишень на конвейерной линии представлена в виде параллелепипеда неограниченной длины вдоль направления движения конвейера (ось Z, ПЭ/ТИ сканирует вдоль оси Y).
    • Материал мишени гомогенный.
    • Мишень может быть расположена на конвейерной линии с/без упаковочного контейнера.
    • Мишень может быть ориентирована на движущейся конвейерной линии перпендикулярно или под произвольным углом относительно оси пучка электронов.

    Интерфейс для ввода входных данных для облучаемой мишени и упаковки содержит 2 блока. (см. Рис. 2.1).

    1. Блок «Irradiated object» (Облучаемая мишень) содержит несколько полей ввода данных для размера и состава материала мишени.

    Входные данные для размера и состава материала мишени: «Width of target» (Ширина мишени) в cm, «Thickness» толщина слоя в cm, «Density of materials» (Плотность материала) в g/cm3. (Левый верхний угол в форме «Target») (см. Рис. 21).

    Материал облучаемой мишени можно выбрать для расчета из «List of materials» (Список материалов). Для выбранного материала атомный номер Z и атомный вес W для компонентов материала мишени появится в соответствующих окнах таблицы. (Правый верхний угол в форме «Target») (см. Рис. 2.1).

    Состав материалов, композитов, которые не включены в «List of materials» задается в табличном виде. Таблица формируется из (N rows) (N рядов) с помощью кнопки «Correct table for object» (Корректирование таблицы для мишени). N - необходимое количество составляющих элементов нового материала. В таблицу вводятся данные значений атомного номера Zi и атомного веса Wi для всех составляющих ith элементов материала/композита. (см. Рис. 2.2).

    Correct table for object

    Рис. 2.2. Форма «Correct table for object».

    2. Блок «Cover of irradiated object» «Упаковка облучаемой мишени» содержит несколько полей ввода данных для размеров и состава материала упаковки.

    Входные данные для размеров и состава материала упаковки: « Cover Thickness» толщина слоя упаковки в cm, «Аdditional cover thickness») (Толщина дополнительной упаковки) в cm, и «Density of cover materials» (Плотность материала упаковки) в g/cm3. (Левый нижний угол в форме «Target») (см. Рис. 2.1).

    Состав материалов упаковки и дополнительной упаковки одинаков. Ввод входных данных для состава материала упаковки аналогичен вводу данных для состава материала мишени.

    Мишень может облучаться ПЭ/ТИ в закрытом или открытом ящике из упаковочного материала. Режим облучения в открытом ящике из упаковочного материала отмечается меткой в окне «Opened cover» (Открытая упаковка) (см. Рис. 2.1). Примечание. В случае, когда толщина упаковки = 0, мишень облучается без упаковки.

    To the top...

    Copyright © radtech.univer.kharkov.ua 2012-2013
    ХНУ им. В.Н. Каразина, факультет компьютерных наук