Измерение глубинного распределения дозы в тканеэквивалентных материалах от рентгеновских гамма-источников

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт - Физико-технический

Направление - Ядерные физика и технологии

Кафедра - Прикладная физика

Отчет по летней учебной практике

Измерение глубинного распределения дозы в тканеэквивалентных материалах от рентгеновских гамма-источников

Выполнил студент гр.0А3А О.В. Тхорик

Проверил старший научный сотрудник лаборатории

С.Г. Стучебров

Томск 2015



Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Рентгеновская трубка

1.1.1 Тормозное рентгеновское излучение

1.1.2 Характеристическое рентгеновское излучение

1.2 Бетатрон

1.3 Газоразрядные детекторы

2. Оборудование

2.1 Рентгеновский аппарат РАП 60-25

2.2 Рентгеновский аппарат РАП 160-5

2.3 Бетатрон "Обь-4"

2.4 Рентгеновская трубка Comet MXR-451HP/11

2.5 Универсальный дозиметр UNIDOS Е

2.5.1 Камера 30013

2.5.2 Камера 23342

2.5.3 Водный фантом 41023

2.5.4 Твердотельный фантом Т29672

3. Экспериментальная часть

Заключение

Список литературы

Приложение

рентгеновский бетатрон газоразрядный



Введение

Известно, что двадцатый век, является веком научно-технического прогресса. В этот период было совершено множество знаменательных событий в различных областях науки и техники. Следствием изучения влияния полупроводников на импульсы электрического тока явилось изобретение вычислительных машин. Итогом проведения учёными исследований в различных отраслях науки и техники стало появление телевидения, радио, средств телефонии и т.д. Изучение свойств некоторых химических элементов привело к открытию радиоактивности. Все вышеперечисленные предметы окружают нас повсеместно и излучают невидимые глазу лучи и все они, так или иначе, влияют на человеческий организм.

Но как узнать, насколько сильно влияние ионизирующего излучения на ткани человеческого тела?

Из этого вопроса совершенно очевидной кажется цель летней практики: изучение способов и методов измерения глубинного распределения в тканеэквивалентных материалах от рентгеновского гамма-излучения.

Несомненно, чтобы в полной мере раскрыть данную проблему необходимо поставить перед собой ряд задач:

изучить теоретические материалы о принципах работы и основных понятиях связанных с рентгеновскими трубками, бетатроном и газоразрядными детекторами;

изучить правила пользования оборудованием, необходимого для проведения эксперимента;

провести эксперимент: измерить мощность глубинного распределения дозы в двух образцах тканеэквивалентного фантома с использованием различных рентгеновских гамма-источников (РАП 60-25, РАП 160-5, ОБЬ-4 и MXR-451HP/11);

проанализировать результаты эксперимента.

1. Теоретическая часть

1.1 Рентгеновская трубка

Генератором рентгеновых лучей является рентгеновская трубка. Современная электронная трубка конструируется по единому принципу и имеет следующее устройство. Основой является стеклянная колба в виде шара или цилиндра, в концевые отделы которой впаяны электроды: анод и катод. В трубке создается вакуум, что способствует вылету электронов из катода и быстрейшему их перемещению.

Катод представляет собой спираль из вольфрамовой (тугоплавкой) нити, которая укрепляется на молибденовых стержнях и помещается в металлический колпак, направляющий поток электронов в виде узкого пучка в сторону анода.

Анод делается из меди (быстрее отдает тепло и сравнительно легко охлаждается), имеет массивные размеры. Конец, обращенный к катоду, косо срезается под углом 45--70°. В центральной части скошенного анода имеется вольфрамовая пластинка, на которой находится фокус анода -- участок 10--15 мм2, где в основном и образуются рентгеновы лучи.

Процесс образования рентгеновых лучей. Нить накала рентгеновской трубки -- вольфрамовая спираль катода при подведении к ней тока низкого напряжения (4--15 В, 3--5А) накаливается, образуя свободные электроны вокруг нити. Включение тока высокого напряжения создает на полюсах рентгеновской трубки разность потенциалов, в результате чего свободные электроны с большой скоростью устремляются к аноду в виде потока электронов -- катодных лучей, которые, попав на фокус анода, резко тормозятся, вследствие чего часть кинетической энергии электронов превращается в энергию электромагнитных колебаний с очень малой длиной волны. Это и будет рентгеновское излучение (лучи торможения).

По желанию врача и техника можно регулировать как количество рентгеновых лучей (интенсивность), так и качество их (жесткость). Повышая степень накала вольфрамовой нити катода можно добиться увеличения количества электронов, что обусловливает интенсивность рентгеновых лучей. Повышение напряжения, подаваемого к полюсам трубки, ведет к увеличению скорости полета электронов, что является основой проникающего качества лучей.

Выше уже было отмечено, что фокус рентгеновской трубки -- это тот участок на аноде, куда попадают электроны и где генерируются рентгеновы лучи. Величина фокуса влияет на качество рентгеновского изображения: чем меньше фокус, тем резче и структурней рисунок и наоборот, чем он больше, тем более расплывчатым становится изображение исследуемого объекта.

Практикой доказано, чем острее фокус, тем быстрее трубка приходит в негодность -- происходит расплавление вольфрамовой пластинки анода. Поэтому в современных аппаратах трубки конструируются с несколькими фокусами: малым и большим, или линейным в виде узкой полосы с коррекцией угла скошенности анода в 71°, что позволяет получать оптимальную резкость изображения при наибольшей электрической нагрузке на анод.

Удачной конструкцией рентгеновской трубки является генератор с вращающимся анодом, что позволяет делать фокус незначительных размеров и удлинить тем самым срок эксплуатации аппарата.

Из потока катодных лучей только около 1% энергии превращается в рентгеновы лучи, остальная энергия переходит в тепло, что приводит к перегреванию анода. Для целей охлаждения анода используются различные способы: водяное охлаждение, калориферно-воздушное, масляное охлаждение под давлением и комбинированные способы.

Рентгеновская трубка помещается в специальный просвинцованный футляр или кожух с отверстием для выхода рентгеновского излучения из анода трубки. На пути выхода рентгеновского излучения из трубки устанавливаются фильтры из различных металлов, которые отсеивают мягкие лучи и делают более однородным излучение рентгеновского аппарата.

Во многих конструкциях рентгеновских аппаратов в футляр наливается трансформаторное масло, которое со всех сторон обтекает рентгеновскую трубку. Все это: металлический футляр, масло, фильтры экранируют персонал кабинета и больных от воздействия рентгеновского облучения [1].

1.1.1 Тормозное рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение, возникающее при торможении быстрых электронов, называется тормозным. Возникновение тормозного излучения можно объяснить следующим образом. Движущиеся электроны, как и всякий электрический ток, образуют вокруг себя магнитное поле. Процесс резкого торможения электронов в веществе анода, равносилен ослаблению и исчезновению тока, что приводит к изменению магнитного поля, в результате чего и возникают электромагнитные волны. По теории Максвелла, такие тормозящиеся электроны должны излучать короткие электромагнитные волны. Тормозное рентгеновское излучение имеет сплошной спектр и поэтому часто называется “белым” излучением (по аналогии со сплошным спектром белого света).

Спектр тормозного излучения определяется напряжением, приложенным к трубке, и не зависит от вещества анода. Распределение интенсивности тормозного излучения по длинам волн l при различных напряжениях U на рентгеновской трубке приведено на рисунке 1.



Рисунок 1 Спектр тормозного рентгеновского излучения

Из вида зависимостей можно сделать следующие выводы:

1. Сплошной спектр имеет резкую границу со стороны коротких длин волн - лmin.

2. С увеличением напряжения, приложенного к трубке, весь спектр смещается в сторону коротких длин волн.

3. С увеличением напряжения, приложенного к трубке (и следовательно кинетической энергии электронов), возрастает как интенсивность любой длины волны, так и интегральная интенсивность (т. е. полное излучение во всем диапазоне длин волн) [2].

1.1.2 Характеристическое рентгеновское излучение.

Характеристическое излучение возникает в результате вырывания электронов с одной из близких к ядру оболочек атома (т. е. электронов, находящихся во внутренних слоях), которое осуществляется при ионизации быстрыми электронами атомов вещества анода. В атомах тяжелых элементов (например, платина, ZPt = 78), оболочки K, L, M, N заполнены. Электроны, находящиеся во внутренних слоях, испытывают сильное притяжение, обусловленное большой величиной заряда ядра, и вследствие этого оказываются сильносвязанными. Поэтому для удаления электронов из внутренних слоев необходимо затрачивать большую энергию. Например, для удаления электрона из K - оболочки платины требуется затратить энергию, равную 78Ч103 эВ. Вот почему характеристические лучи возникают в результате бомбардировки веществ электронами большой энергии порядка 104 эВ, а значит, возбуждение характеристического излучения происходит при вполне определенном для данного вещества напряжении на трубке Uо, которое называется потенциалом возбуждения. При всех напряжениях U >Uо на фоне сплошного спектра тормозного излучения будут присутствовать характеристические максимумы (Рисунок 2).

Рисунок 2. Спектр характеристического рентгеновского излучения

Повышение напряжения на трубке увеличивает интенсивность сплошного и характеристического излучений, но положение характеристических максимумов и соотношение их интенсивностей остаются неизменными.

Итак, характеристическое рентгеновское излучение образуется в результате взаимодействия падающих электронов с электронами внутренних оболочек атомов в веществе. Атом возвращается в обычное состояние в результате перехода электрона с наружной оболочки на вакансию во внутренней, теряя энергию на генерацию кванта рентгеновского излучения [3].

1.2 Бетатрон

Первым циклическим ускорителем электронов явился бетатрон. Его первый экземпляр был построен в 1940 г. Д. Керстом. Бетатрон - это индукционный ускоритель, в котором энергия электронов увеличивается за счет вихревого электрического поля, создаваемого изменяющимся магнитным потоком, направленным перпендикулярно к плоскости орбиты частиц. Электроны двигаются по круговой орбите постоянного радиуса в нарастающем во времени по синусоидальному закону магнитном поле (обычно промышленной частоты 50 Гц). Удержание электронов на орбите постоянного радиуса обеспечивается определенным образом подобранным соотношением между величинами магнитного поля на орбите и внутри неё. Рабочим циклом является первая (нарастающая) четверть периода магнитного поля.

Бетатрон конструктивно представляет собой большой электромагнит, между полюсами которого расположена тороидальная вакуумная камера. Электромагнит создаёт в зазоре между полюсами переменное (меняющееся со временем по закону синуса, обычно с промышленной частотой 50 Гц) магнитное поле напряженностью , которое в плоскости вакуумной камеры создаёт вихревое электрическое поле (Э.Д.С. индукции). В вакуумную камеру с помощью инжектора (электронная пушка) в начале каждого периода нарастания магнитного поля (т.е. с частотой 50 Гц) впрыскиваются электроны, которые увлекаются вихревым электрическим полем в процесс ускорения по круговой орбите. В момент, когда магнитное поле достигает максимального значения (в конце первой четверти каждого периода), процесс ускорения электронов прекращается и сменяется их замедлением, так как вихревое поле меняет направление, а Э.Д.С. индукции - знак.

Электроны, достигшие наибольшей энергии, смещаются с равновесной орбиты и либо выводятся из камеры, либо направляются на специальную мишень внутри камеры, называемую тормозной. Торможение электронов в этой мишени в кулоновском поле ядер и электронов приводит к возникновению электромагнитного тормозного излучения, максимальная энергия которого равна кинетической энергии электронов в конце ускорения. Тормозные фотоны летят в направлении движения первичных электронов в узком конусе. Их энергетический спектр непрерывен, причем, чем меньше энергия фотонов, тем их больше в тормозном излучении. Формирование высокоэнергичного электромагнитного гамма-излучения торможением высокоэнергичных электронов в мишени - наиболее простой и эффективный способ создания пучка гамма-квантов высокой энергии для экспериментов в области ядерной физики и физики частиц.

Бетатроны преимущественно и используются как источники тормозного излучения. Благодаря простоте конструкции и управления, а также дешевизне бетатроны получили широкое применение в прикладных целях в диапазоне энергий 20-50 МэВ. Создание бетатронов на более высокие энергии сопряжено с необходимостью использования электромагнитов слишком большого размера и веса (магнитное поле приходится создавать не только на орбите, но и внутри неё) [4].

1.3 Газоразрядные детекторы

Газоразрядные детекторы ионизирующих излучений занимают ведущее место в практике радиационных измерений. Их выпускает промышленность во многих странах мира наряду с полупроводниковыми и сцинтилляционными детекторами ионизирующих излучений. Газоразрядные детекторы просты в изготовлении, удобны в работе, обеспечивают надежные измерения различных видов радиации в широком диапазоне внешних воздействующих факторов.

Области применения газоразрядных детекторов: системы управления и защиты ядерных энергетических установок, системы противоатомной защиты промышленных и военных объектов, приборы радиационного контроля персонала атомных станций и населения страны, приборы для ранней диагностики злокачественных опухолей, геофизическая аппаратура разведки полезных ископаемых, аппаратура для исследования космических объектов и др.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает шесть разных групп газоразрядных детекторов, отличающихся параметрами и физическим механизмом использованного в них газового разряда, это:

газонаполненные ионизационные камеры и подвески к ним;

вакуумные камеры;

интегрально-импульсные камеры;

счетчики Гейгера-Мюллера;

пропорциональные счетчики;

коронные счетчики [5].



2. Оборудование

2.1 Рентгеновский аппарат РАП 60-25

РАП 60-25 - рентгеновский аппарат для промышленного пользования. Предназначен для случаев, где требуется мягкое рентгеновское излучение с энергией квантов не более 60 кэВ [6]. В таблице 1 приведены основные технические характеристики.

Таблица 1 Основные технические данные РАП 60-25

Наименование	Величина
Максимальное напряжение на аноде	60 кВ
Предел регулирования анодного напряжения, с шагом 1 кВ	20 ... 60 кВ
Максимальный средний ток анода	40 мА
Максимальная мощность на аноде трубки, не более	1500 Вт
Угол выхода пучка	16о

2.2 Рентгеновский аппарат РАП 160-5

РАП 160-5 - рентгеновский аппарат для промышленного применения. Аппарат можно применять в случаях, где требуется пучок рентгеновского излучения с максимальной энергией до 160 кэВ [7]. В таблице 2 приведены основные технические характеристики.

Таблица 2 Основные технические данные РАП 160-5

Наименование	Величина
Максимальное напряжение на аноде	160 кВ
Предел регулирования анодного напряжения, с шагом 1 кВ	40 ... 160 кВ
Максимальный средний ток анода	5 мА
Максимальная мощность на аноде трубки, не более	645 Вт
Угол выхода пучка	40о



2.3 Бетатрон "Обь-4"

Обь-4 - малогабаритный шестистоечный бетатрон. Бетатрон сконструирован как импульсный источник тормозного излучения с использованием вольфрамовой мишени [8]. В таблице 3 приведены основные технические характеристики.

Таблица 3 Основные технические данные бетатрона "Обь-4"

Наименование	Величина
Максимальная энергия	4 МэВ
Размер фокусного пятна	0,5Ч1,5 мм
Частота следования циклов ускорения	200 Гц
Тормозная мишень	Вольфрам, 0,6мм
Потребляемая мощность	1,8 кВт, 220 В, 50 Гц

2.4 Рентгеновская трубка Comet MXR-451HP/11

MXR-451HP/11 - биполярная рентгеновская трубка с масляным охлаждением и встроенным механизмом защиты от радиации. Рентгеновская трубка включает в себя двойной фокусное пятно, тормозную вольфрамовую мишень [9]. В таблице 4 приведены основные технические характеристики.

Таблица 4 Основные технические характеристики MXR-451HP/11

Наименование	Величина
Максимальное напряжение на аноде	450 кВ
Размер фокусного пятна	0,4Ч1,0 мм
Тормозная мишень	Вольфрам
Угол выхода пучка	11о
Потребляемая мощность	1,8 кВт, 220 В, 50 Гц



2.5 Универсальный дозиметр UNIDOS Е

UNIDOS-Е - универсальный дозиметр, высокоточный переносной прибор с процессорным управлением, предназначенный для измерения камеры и мощности камеры в воздухе, экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы фотонов, поглощенной дозы и мощности дозы в воде и воздухе, силы постоянного тока и заряда. Также применяется как рабочий эталон в радиологии и радиационной защите [10]. В таблице 5 приведены диапазоны измерений, которые зависят от используемой камеры. Далее в таблице 6 приведены основные технические характеристики.

Таблица 5 Диапазоны измерения UNIDOS Е с различными типами камер

Тип камеры (объем)	Измеряемая физическая величина	Диапазон измерения	Диапазон энергий
		Мощностей доз	Доз
30013 (0,6 см3)	Поглощенная доза, камера в воздухе	0,600 мГр/мин - 2,80 Гр/мин	100 мкГр - 3,00 МГр	30 кэВ - 50 МэВ
23342 (0,02 см3)	Поглощенная доза, камера в воздухе	20,0 мГр/мин - 100 Гр/мин	3,00 мкГр - 22,0 МГр	8 - 35 кэВ

Таблица 6 Основные технические характеристики UNIDOS Е

Наименование	Величина
Диапазон измерения тока и заряда	2*10-13 - 1*10-6 А 2*10-12 - 6,5*10-2 Кл
Погрешность измерения тока и заряд	± 0,5 % + 1 зн. цифра
Ток утечки электрометра	Не более 1*10-15 А
Частота сети переменного тока	50-60 Гц
Потребляемая мощность	11,5 ВА

2.5.1 Камера 30013

Ионизационная камера типа 30013(водонепроницаемая) используется для измерений высокоэнергетического фотонного и электронного излучения в воздухе, воде и материале фантома.

Ионизационная камера типа 30013 может быть использована вместе с универсальным дозиметром UNIDOS-Е [11]. В таблице 7 указаны диапазоны измерения.

Таблица 7 Диапазон измерений камеры 30013

Диапазоны измерений	Камера 30013
Доза: LOW	100 мкГр ... 10 мГр
Доза: HIGH	5 мГр … 1 Гр
Мощность дозы: LOW	0,6 мГр/мин … 0,5 Гр/мин
Мощность дозы: MEDIUM	30 мГр/мин … 28 Гр/мин
Мощность дозы: HIGH	3 Гр/мин … 2800 Гр/мин

2.5.2 Камера 23342

Ионизационная камера 23342 для измерения мягкого рентгеновского излучения объемом 0.02 смі используется как стандартная камера для измерения дозы в близкофокусной радиотерапии.

Ионизационная камера типа 23342 может быть использована вместе с универсальным дозиметром UNIDOS-Е [12]. Диапазоны измерений приведены в таблице 8.

Таблица 8 Диапазон измерений камеры 23342

Диапазоны измерений	Камера 30013
Доза: LOW	3 мГр ... 300 мГр
Доза: HIGH	150 мГр … 30 Гр
Мощность дозы: LOW	20 мГр/мин … 15 Гр/мин
Мощность дозы: MEDIUM	1 Гр/мин … 840 Гр/мин
Мощность дозы: HIGH	100 Гр/мин … 84000 Гр/мин

2.5.3 Водный фантом 41023

Стационарный водный фантом малых размеров для абсолютной дозиметрии горизонтального высокоэнергетического излучения фотонов и электронов.

Конструкция фантома предназначена для калибровочных измерений горизонтального пучка в радиотерапии. При использовании специального водонепроницаемого акрилового адаптера, одновременно может быть установлено до 3 ионизационных камер (или, как альтернатива, TL детекторы или FeSO4 ампулы) на различной глубине с дистанцией 50 мм.

Регулировка глубины измерения осуществляется с помощью высокоточного винтового механизма, расположенного на верхней части фантома. Соответствующие адаптеры позволяют точно позиционировать ионизационные, в том числе и плоскопараллельные, камеры на глубине от 15 до 260 мм; равно как и TL детекторы от 6 до 260 мм.

Габаритные размеры фантома 30 см Ч 30 см Ч 30 см. Входное окно имеет размер 150 смЧ150 см; толщина стенки входного окна - 3 мм.

Фантом имеет две ручки для переноски, три регулируемые опоры для настойки горизонтального уровня, вытравленное перекрестие для выравнивания, защищенный от удара кран для слива воды.

Основные свойства:

Предназначен для калибровки ионизационных камер в высокоэнергетическом фотонном и электронном излучении;

Можно облучать до трех ионизационных камер одновременно;

Глубина измерения изменяется непрерывно [13].

2.5.4 Твердотельный фантом Т29672

Акриловый фантом предназначен для работы в фотонном излучении в диапазоне от 70 кВ до 50 МВ. Фантомы используются для мониторинга калибровки и для контроля качества. Измерение глубинных доз осуществляется путем изменения количества пластин между детектором и источником излучения. Для обеспечения учета рассеянного излучения, пластины также располагаются и под детектором излучения. Каждый пластинчатый фантом состоит из 1 пластины толщиной 1 мм, 2 пластин по 2 мм, 1 пластины 5 мм и 29 пластин толщиной 10 мм. Такой набор позволяет изменять глубину измерений с шагом 1 мм.

Габаритный размер полного фантома 30 см Ч 30 см Ч 30 см.

Основные свойства:

Предназначен для выполнения калибровочных измерений и определения глубинных доз в твердотельном фантоме;

Используется для дозиметрии высокоэнергетического фотонного и электронного излучения;

Глубина измерений может меняться до 30 см, с шагом 1 мм;

Изготовлен из акрилового или водо-эквивалентного материала RW3. Погрешность толщины пластины не превышает +0,1 мм [14].



3. Экспериментальная часть

Для проведения данного эксперимента необходимо было собрать экспериментальную установку. На рисунке 3 представлено схематическое изображение экспериментальной установки с водным фантомом, а на рисунке 4 представлено схематическое изображение экспериментальной установки с твердотельным фантомом.

Рисунок 3 Схема экспериментальной установки с водным фантомом

Рисунок 4 Схема экспериментальной установки с твердотельным фантомом



Источник ионизирующего изучения (в роли которого в разных экспериментах были РАП 60-25, РАП 160-5, Обь-4 и MXR-451HP/11) испускал излучение, направленное на детектор, который, в свою очередь, находился внутри тканеэквивалентного фантома. В качестве тканеэквивалентного фантома в экспериментах с источниками ионизирующего излучения РАП 160-5, Обь-4 и MXR-451HP/11 выступал водной фантом (рисунок 3). В эксперименте с источником ионизирующего излучения РАП 60-25 в качестве тканеэквивалентного фантома использовался твердотельный фантом (рисунок 4).

Во время эксперимента от источника ионизирующего излучения исходило излучение, которое, пройдя сквозь тканеэквивалентный фантом попадало на детектор и фиксировалось, попадая на цифровое табло UNIDOS Е, подсоединенного к детектору. Показания, которые выводили на экран мощность дозы излучения, попавшего на детектор, снимались, после чего детектор передвигался "в глубь" фантома на 1 или 0,5 см (в зависимости от источника излучения) и процедура снятия показаний повторялась на всех заранее выбранных глубинах.

Результаты данного эксперимента представлены в виде графиков зависимости мощности дозы от глубины (Рисунок 3 - Рисунок 7). Необходимые численные значения, полученные в ходе эксперимента, приведены в приложении А.



Рисунок 3 Распределение дозы от РАП 160-5 в режиме 160 кВ - 3,5 мА

Рисунок 4 Распределение дозы от РАП 60-25 в режиме 60 кВ - 5 мА



Рисунок 5 Распределение дозы от бетатрона Обь-4 в режиме 4МВ - 1,5 А

Рисунок 6 Дозовое распределение от MXR-451HP/11 в режиме 300 кВ - 5мА



Рисунок 7 Распределение дозы от источника MXR-451HP/11 в режиме 60 кВ - 5 мА



Заключение

В ходе данного эксперимента наглядно был подтвержден закон распределения Бугера-Ламберта-Бера, который определяет ослабление направленного пучка гамма-квантов при распространении его в поглощающей среде. В каждом эксперименте в той или иной степени можно проследить подчинение данному закону. При детальном рассмотрении графиков можно заметить прямую зависимость энергии гамма-квантов от проникающей способности, то есть чем выше энергия фотонов, тем лучше частицы проникают в различные материалы и вещества.

Самый хороший результат дал график полученный при использовании рентгеновского аппарата РАП 160 - 5. Это произошло потому, что в эксперименте использовалась достаточно высокая энергия (160 кэВ), в следствии чего мягкое излучение меньше поглощалось средой, а жесткое проходит абсолютно без поглощения средой.

Графики, полученные с использованием рентгеновского аппарата РАП 60 - 25 и рентгеновской трубки MXR-451HP/11 в режиме 60 кВ - 5 мА дали похожие результаты, а именно, так называемое "провисание" начальной части графика. Это произошло потому, что в эксперименте использовалась относительно не большая энергия (60 кэВ), из-за чего мягкое излучение частично поглотилось средой, а жесткое - прошло через среду без поглощения.

При анализе графика, полученного при использовании бетатрона "Обь_4" можно заметить, что точки не лежат на одной кривой, а скачут. Это можно объяснить нестабильностью работы источника рентгеновского излучения, в роли которого выступает сам бетатрон.



Список литературы

1. Медицинская энциклопедия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.medical-enc.ru/рентгеновские трубки.

2. Кафедра ТФ и МПФ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://intra.kspu.karelia.ru/тормозное рентгеновское излучение.

3. Кафедра ТФ и МПФ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://intra.kspu.karelia.ru/характеристическое рентгеновское излучение.

4. Бетатрон [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://nuclphys.sinp.msu.ru/бетатрон/

5. НИИТФА [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vniitfa.ru/газоразрядный детектор ионизирующих излучений.

6. Руководство по эксплуатации: «Аппарат рентгеновский переносной для промышленного применения». - Томск: Формуляр, 2011. - 3 с.

7. Руководство по эксплуатации: «Аппарат рентгеновский переносной для промышленного применения». - Томск: Фотон, 2008. - 34 с.

8. Руководство по эксплуатации: «Малогабаритный шестистоечный бетатрон». - Томск: Фотон, 2009. - 28 с.

9. Comet [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.comet-xray.com/ MXR-451HP/11.

10. Руководство по эксплуатации: «Дозиметры универсальные PTW-UNIDOS, PTW-UNIDOS Е». - Москва: КПЦЕ 2005 - 4 с.

11. User Manual Ionization Chamber Type 30010, 30011,30012, 30013 D596.131.00/03 2006-09 Hn

12. Instruction Manual Soft X-ray Chamber Type 23342, 23344, 34013

13. CPСE [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cpce.ru/водный фантом 41023.

14. Instruction Manual RW3Slab Phantom Т29672 and T40006.1001 D188.131.00/04 2007-07 Chr/zi/Sa

Приложение А

Таблица Данные измерения мощности дозы с РАП 160-5

Глубина, см	Мощность дозы, мГр/с
1,5	4,47
2,0	4,06
2,5	3,74
3,0	3,44
3,5	3,20
4,0	2,92
4,5	2,71
5,0	2,50
5,5	2,32
6,0	2,14
6,5	1,98
7,0	1,83
7,5	1,70
8,0	1,58
8,5	1,45
9,0	1,35
9,5	1,25
10,0	1,15
10,5	1,07
11,0	0,99
11,5	0,92
12,0	0,85
12,5	0,79
13,0	0,73
13,5	0,68
14,0	0,64
14,5	0,58
15,0	0,54
15,5	0,50
16,0	0,46
16,5	0,43
17,0	0,40
17,5	0,31
18,0	0,34
18,5	0,32
19,0	0,29
19,5	0,27
20,0	0,25
20,5	0,23
21,0	0,22
21,5	0,20
22,0	0,19
22,5	0,17
23,0	0,16
23,5	0,15
24,0	0,14
24,5	0,13
25,0	0,12
25,5	0,11
26,0	0,10

Таблица Данные измерения мощности дозы с РАП 60-25

Глубина, см	Мощность дозы, мГр/с
0,0	19,20
0,5	7,76
1,0	5,12
1,5	3,79
2,0	2,90
2,5	2,30
3,0	1,85
3,5	1,51
4,0	1,25
4,5	1,03
5,0	0,77
5,5	0,65
6,0	0,54
6,5	0,46
7,0	0,40
7,5	0,34
8,0	0,29
8,5	0,25
9,0	0,22
9,5	0,18
10,0	0,16
10,5	0,14
11,0	0,12

Таблица Данные измерения мощности дозы с Бетатрона "Обь-4"

Глубина, см	Мощность дозы, мкГр/с
1,5	57,3
2,0	55,3
3,0	52,9
4,0	46,0
5,0	44,0
6,0	38,7
7,0	38,0
8,0	36,3
9,0	34,0
10,0	31,3
11,0	30,0
12,0	27,6
13,0	23,5
14,0	23,0
15,0	20,8
16,0	18,5
17,0	18,0
18,0	16,8
19,0	14,6
20,0	14,4
21,0	14,2
22,0	13,0
23,0	12,3
24,0	11,4
25,0	10,0
26,0	10,0

Таблица Данные измерения мощности дозы с MXR-451HP/11 (300кВ - 5мА)

Глубина, см	Мощность дозы, мГр/с
1,5	24,36
2,0	23,01
3,0	20,65
4,0	18,46
5,0	16,47
6,0	14,71
7,0	13,04
8,0	11,51
9,0	10,22
10,0	8,99
11,0	7,91
12,0	6,98
13,0	6,14
14,0	5,40
15,0	4,73
16,0	4,15
17,0	3,64
18,0	3,18
19,0	2,77
20,0	2,42
21,0	2,10
22,0	1,84
23,0	1,58
24,0	1,36
25,0	1,17
26,0	0,99

Таблица Данные измерения мощности дозы с MXR-451HP/11 (60 кВ - 5мА)

Глубина, см	Мощность дозы, мкГр/с
1,5	2830,0
2,0	2210,0
3,0	1507,0
4,0	1065,0
5,0	788,8
6,0	603,1
7,0	460,1
8,0	353,1
9,0	278,4
10,0	216,6
11,0	169,8
12,0	135,5
13,0	106,3
14,0	85,1
15,0	67,3
16,0	53,8
17,0	43,1
18,0	34,5
19,0	27,8
20,0	22,2
21,0	17,8
22,0	14,2
23,0	11,3
24,0	8,9
25,0	7,3
26,0	5,9

Размещено на Allbest.ru