npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562926010392BYLUKWnpe-671Research ArticleУскорители заряженных частиц для ядерных технологийCharged Particles Accelerators for Nuclear TechnologiesХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОВОГО ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, СОЗДАВАЕМОГО ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ СИНХРОТРОНАCHARACTERISTICS OF GAS BREMSSTRAHLUNG GENERATED BY AN ELECTRON BEAM OF A SYNCHROTRONСадофьевИ. Д.SadofevI. D.ПанинМ. П.PaninM. P.Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202611052026173465472Copyright © Садофьев И.Д., Панин М.П., 20262026Садофьев И.Д., Панин М.П.Sadofev I.D., Panin M.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/671

Выполнены расчеты поля газового тормозного излучения, создаваемого электронным пучком синхротрона при торможении частицами остаточного воздуха вакуумной камеры. Расчеты проведены для вакуумной камеры накопительного кольца синхротрона с энергией электронов 6 ГэВ, что соответствует энергии пучка синхротронов ESRF, Франция и проектируемого ускорителя СИЛА, Россия. Рассмотрена радиационная обстановка вблизи направления распространения газового тормозного излучения, учтены вторичные заряженные частицы и фотонейтроны, образованные вследствие развития электромагнитных каскадов в совокупности с фотоядерными реакциями. Моделирование радиационных полей, возникающих при работе синхротрона, выполнялось методом Монте-Карло с помощью программного пакета GEANT4. Приводятся угловые и спектральные распределения газового тормозного излучения вблизи вакуумной камеры, а также результаты для мощности эффективной дозы вблизи оси линии вывода синхротронного излучения.

The calculations of the gas bremsstrahlung field generated by an electron beam of a synchrotron during interactions with particles of residual gas were performed. The calculations were performed for the vacuum chamber of the storage ring of the synchrotron with an electron energy of 6 GeV, which corresponds to the beam energy of the ESRF synchrotron, France, and the projected SILA laser-synchrotron, Russia. The radiation situation near the direction of gas bremsstrahlung propagation is considered, secondary charged particles and photoneutrons formed as a result of the electromagnetic cascades development in combination with photonuclear reactions are taken into account. The radiation fields arising during synchrotron operation were simulated with the Monte Carlo method using the GEANT4 software package. Angular and spectral distributions of gas bremsstrahlung near the vacuum chamber are presented, as well as the results for the effective dose rate near the axis of the synchrotron radiation output line.

газовое тормозное излучениеспектрметод Монте-КарлоGEANT4радиационная безопасностьgas bremsstrahlungspectrumMonte Carlo methodGEANT4radiation safetyReferencesMobilio S., Boscherini F., Meneghini C. Synchrotron Radiation: Basics, Methods, and Applications. 2015. Berlin: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-55315-8Mobilio S., Boscherini F., Meneghini C. Synchrotron Radiation: Basics, Methods, and Applications. 2015. Berlin: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-55315-8Ashanin I.A., Klyuchevskaya Yu.D. , Polozov S.M., Rashchikov V.I. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2023. V. 78. P. 48. https://doi.org/10.3103/s0027134923010022Ashanin I.A., Klyuchevskaya Yu.D. , Polozov S.M., Rashchikov V.I. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2023. V. 78. P. 48. https://doi.org/10.3103/s0027134923010022Мациевский С.В., Ращиков В.И. // Ядерн. физ. инжинир. 2023. Т. 14 (3). С. 264–268 [Matsievskiy S.V., Rashchikov V.I. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85. P. 1723. https://doi.org/10.1134/s1063778822100362]. https://doi.org/10.56304/S2079562922050311Мациевский С.В., Ращиков В.И. // Ядерн. физ. инжинир. 2023. Т. 14 (3). С. 264–268 [Matsievskiy S.V., Rashchikov V.I. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85. P. 1723. https://doi.org/10.1134/s1063778822100362]. https://doi.org/10.56304/S2079562922050311Berkvens P. et al. Operation and Recent Developments at the ESRF. Proc. 2003 Particle Accelerator Conf. 2003. P. 854–856.Berkvens P. et al. Operation and Recent Developments at the ESRF. Proc. 2003 Particle Accelerator Conf. 2003. P. 854–856.Sahani P.K. et al. // Rad. Phys. Chem. 2019. V. 156. P. 252–258.Sahani P.K. et al. // Rad. Phys. Chem. 2019. V. 156. P. 252–258.Apostolakis J. et al. // Rad. Phys. Chem. 2009. V. 78. P. 859–873.Apostolakis J. et al. // Rad. Phys. Chem. 2009. V. 78. P. 859–873.Conversion Coefficients for Radiological Protection Quantities for External Radiation Exposures. ICRP Publication 116. Ann. ICRP 40(2-5).Conversion Coefficients for Radiological Protection Quantities for External Radiation Exposures. ICRP Publication 116. Ann. ICRP 40(2-5).Poole P. et al. // Australas. Phys. Eng. Sci. Med. 2017. V. 35. P. 329–334.Poole P. et al. // Australas. Phys. Eng. Sci. Med. 2017. V. 35. P. 329–334.Perl M.L. Notes on the Landau, Pomeranchuk, Migdal Effect: Experiment and Theory. Results and Perspectives in Particle Physics. 1994. Editions Frontieres.Perl M.L. Notes on the Landau, Pomeranchuk, Migdal Effect: Experiment and Theory. Results and Perspectives in Particle Physics. 1994. Editions Frontieres.Messel H., Crawford D. Electron-Photon Shower Distribution: Tables for Lead, Copper, and Air Absorbers. 1970. Oxford: Pergamon.Messel H., Crawford D. Electron-Photon Shower Distribution: Tables for Lead, Copper, and Air Absorbers. 1970. Oxford: Pergamon.Калиновский А.Н., Мохов Н.В., Никитин Ю.П. Прохождение частиц высоких энергий через вещество. 1985. Москва: Энергоатомиздат.Калиновский А.Н., Мохов Н.В., Никитин Ю.П. Прохождение частиц высоких энергий через вещество. 1985. Москва: Энергоатомиздат.Salvat F. et al. // Rad. Phys. Chem. 2006. V. 75. P. 1201– 1219.Salvat F. et al. // Rad. Phys. Chem. 2006. V. 75. P. 1201– 1219.СП 2.6.1.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010).СП 2.6.1.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.