Energy and angular characteristics of braking radiation in cyclotron resonance accelerator

Abstract

This paper considers the configuration and technical characteristics of the accelerator target for the generation of braking X-rays. It is proposed to use a compact electro-vacuum source with cyclotron resonance, which suggested by the authors of this article, as an electron accelerator capable of generating X-rays with the same intensity as traditional sources. The numerical simulation of the braking radiation of generation processes makes it possible to optimize the configuration of the target in order to increase the efficiency of the braking radiation source. The directional pattern of the braking radiation is calculated based on the simulation, and the distribution and layered absorption of the braking radiation are visualized.

• braking radiation
• electron accelerator
• target

Аннотация (на русском)

Энергетические и угловые характеристики тормозного излучения в ускорителе с циклотронным резонансом

В данной работе рассматривается конфигурация и технические характеристики мишени ускорителя для генерации тормозного рентгеновского излучения. В качестве ускорителя электронов предлагается использовать компактный, электровакуумный источник с циклотронным резонансом предложенный, авторами этой статьи, способный генерировать рентгеновское излучение с такой же интенсивностью, как и традиционные источники. Проведенное численное моделирование процессов генерации тормозного излучения позволяют произвести оптимизацию конфигурации мишени с целью повышения эффективности источника тормозного излучения. На основе полученных результатов моделирования рассчитана диаграмма направленности тормозного излучения, проведена визуализация распределения и послойного поглощения тормозного излучения.

For citation

References

1. Robert Baumann, Kirby Kruckmeyer Radiation Handbook for Electronics.- 2019. -p.118
2. А.П. Черняев. Радиационные технологии. Наука. Народное хозяйство. Медицина/ Москва: Издательство Московского Университета.-2019.-p.231.
3. В.А.Ванке, А. А. Зайцев, В. М Лопухин., В.Л. Саввин. К анализу физических процессов в переходной области циклотронного преобразователя энергии// Радиотехника и электроника, 1978, том 23, № 6, с. 1217.
4. В.А.Ванке, А.В.Коннов, В.Л Саввин. ЛБВ с циркулярно поляризованным полем// Электронная техника, сер. Электроника СВЧ, 1987, № 4(398), с. 20.
5. В.Л.Саввин, Г.М.Казарян, А.В.Коннов, Д.А.Михеев, А.В.Пеклевский Пространственный заряд и рекуперация энергии в циклотронном преобразователе // Журнал радиоэлектроники, 2011, №11, с.1.
6. В.Л.Саввин, А.В.Коннов, Г.М.Казарян. Источник рентгеновского излучения с циклотронным авторезонансом. Описание патента RU2760284C1.- 2021.
7. http://geant4.web.cern.ch - официальный сайт разработчиков GEANT.
8. J. Allison et al. Recent developments in geant4. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 835:186-225, nov 2016.
9. J. Apostolakis. Geometry and physics of the geant4 toolkit for high and medium energy applications. Radiation Physics and Chemistry, 78(10):859-873, oct 2009.