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. Модель конвертора тормозного излучения

    Распределения поглощенной дозы тормозного излучения (ТИ) в облучаемых мишенях рассчитывается методом Монте Карло программой ModeXR. Сравнение геометрических моделей радиационного оборудования для облучения мишеней ПЭ и ТИ показывает, что отличительным конструкционным элементом в моделях радиационного оборудования на основе ускорителей электронов является наличие конвертора, который преобразовывает ПЭ в ТИ.

    ModeXR. Моделирование процесса облучения сканирующим пучком тормозного излучения

    ModeXR предоставляет пользователю в графической и табличной форме наборы данных о характеристиках генерируемого в конвертере тормозного излучения, величинах дозы и температуры в объектах, облучаемых сканирующим пучком тормозного излучения. Дифференциальные и интегральные характеристики процесса облучения рассчитываются на основе статистических оценок результатов моделирования методом Монте-Карло, процессов взаимодействия электронов (с начальной энергией от 0.1 до 20 МэВ) и образуемых ими тормозных фотонов с веществом. Используются согласованные в концепции «Радиационно-Технологического Офиса», геометрические и физические модели для всех элементов радиационно-технологического процесса, которые определяют результат облучения.

    ModeXR содержит инструментальные средства для сравнительного анализа данных, полученных как в сериях расчетов с использованием этого программного продукта так и с использованием других программ Радиационно-Технологического Офиса. Сервисные блоки программы, в отчетных формах, предоставляют пользователю необходимую и достаточную информацию для принятия решений относительно:

    • выбора оптимальных условий, параметров и режимов работы оборудования радиационно-технологической линии;
    • компоновке объектов, проходящих радиационную обработку с учетом особенностей облучаемых материалов;
    • выбора средств дозиметрического контроля за процессом облучения;
    • подтверждения корректности (верификации) результатов выполненных работ.

    Особенностью ModeXR является высокое быстродействие алгоритмов расчета, за счет использования схем форсирования взаимодействий, специальных методов статистической оценки дозы рентгеновского излучения и адаптивного выбора свободных параметров моделирования на основе развитой авторами полуэмпирической модели. Алгоритмы и расчетные схемы базируются на результатах научных исследований авторов в области построения полуэмпирических моделей прохождения электронного и фотонного излучений через пространственно-неоднородные среды и в области разработки нетрадиционных методов Монте-Карло для моделирования процессов переноса ионизирующего излучения в гетерогенных системах.

    Программный продукт ModeRX реализован в двух модификациях, в которых учитываются особенности проведения облучения на радиационно-технологических линиях с вертикальным ModeRX-v и горизонтальным ModeRX-h расположением сканирующей системы.

    Программный продукт ModeRX работает на платформе Windows98/Me/NT/XP/2000. Имеет интуитивно понятный интерфейс пользователя. Язык интерфейса – английский. Демонстрационные версии доступны по запросу.

    Геометрические модели радиационного оборудования для генерации тормозного излучения

    Распределения поглощенной дозы тормозного излучения (ТИ) в облучаемых мишенях рассчитывается методом Монте Карло программой ModeXR. Сравнение геометрических моделей радиационного оборудования для облучения мишеней ПЭ и ТИ показывает, что отличительным конструкционным элементом в моделях радиационного оборудования на основе ускорителей электронов является наличие конвертора, который преобразовывает ПЭ в ТИ.

    Геометрические модели радиационного оборудования для генерации тормозного излучения (ТИ), которые использовались для моделирования процесса облучения продукции ТИ, представлены на Рис. Первый радиационный излучатель ТИ включает ускоритель электронов, сканер, конвертор тормозного излучения с системой охлаждения, облучаемый продукт в упаковке на движущейся конвейерной линии (Рис. 1 а). Второй излучатель ТИ включает облучаемый продукт, расположенный в цилиндрическом контейнере, который вращается в поле пучка ТИ (Рис. 1 b). На таком принципе работают радиационные установки типа «Palletron», фирмы IBA, Belgium.

    Рис.1 а, b. Геометрия расположение радиационного оборудования для генерации ТИ, включающая ускоритель электронов, сканер, конвертор тормозного излучения с системой охлаждения, конвейерную линию, облучаемый продукт в упаковке.
    а) продукт облучается сканирующим пучком ТИ, треугольное сканирование.
    b) продукт, расположен в цилиндрическом контейнере, который вращается в поле пучка ТИ, параллельное сканирование.

    Программы для моделирования процесса облучения мишеней в радиационных технологиях, которые применяют пучки электронов или тормозное излучение, используют различные расчетные методы, такие как полу-импирические и стандартный метод Монте Карло (МК).

    Моделирование распределения поглощенной дозы пучка электронов в продукте проводится МК и аналитическим методами. Моделирование распределения поглощенной дозы ТИ в продукте проводится только методом МК.

    На Рис. 2 а, b приведен вид интерфейсов программы ModeXR: схема расчетного модуля Монте Карло (см. Рис.1 а) и интерфейс для ввода входных данных параметров конвертора (см. Рис. 2 b).

    Конструкция конвертора тормозного излучения имеет многослойную структуру, число плоских слоев может быть в пределах от 1 до 5.

    Функции основных слоев конструкции конвертора:

    • пластина конвертора тормозного излучения изготовлена из материала с высоким атомным номером, например Та, W;
    • поток охлаждающей жидкости используется для отвода энергии ПЭ, которая поглощается в пластине конвертора тормозного излучения;
    • пластина для поглощения электронов, которые проходят через пластину конвертора и поток охлаждающей жидкости.
    Module scheme of ModeXR

    Рис. 2. a) Схема модуля МК программы ModeXR.
    b) Интерфейс для ввода входных данных параметров конвертора

    Интерфейс включает следующие входные данные параметров конвертора:

    • Distance between converter and scan ( Расстояние между выходным окном сканера и конвертором), в cm.
    • Thickness (Толщина) выделенного слоя, в cm.
    • Характеристики материала выделенного слоя: плотность в g/cm3, атомный номер Z, и W «weight part» (весовую часть).

    2. Параметры материала облучаемой мишени

    2.1 Простая 2D модель. Программы ModeRTL и ModeXR

    На Рис. 3.1 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. 3.1. 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. 3.1).

    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. 3.1).

    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. 3.1).

    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. 3.2).

    Correct table for object

    Рис. 3.2. 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. 3.1).

    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 материал отмечается меткой в окне «Opened cover» (Открытая упаковка) (см. Рис. 3.1). 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