Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Process of performing the accelerating structure for linear electron accelerators

Trzuskowski Jan, Gabryel Renata, Politowski Przemysław, Pracz Janusz, Kujawiński Łukasz

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 4

21--27

EN

The article describes technological processes implemented during the production of accelerating structures for linear electron accelerators. In the production of accelerating structures, in order to obtain the expected final parameters of the electron beam, it is necessary to maintain very high accuracy of successive technological operations. Some dimensions of the resonance cavities constituting the basis of the structure should be in accordance with the design documentation, prepared on the basis of previously performed calculations and simulations with the use of programs solving partial differential equations, made with an accuracy of one hundredth of a millimetre. Additionally, due to the need to create a very high vacuum inside the structure the manufacturing of the structure, it is necessary during the production process to follow the cleanliness conditions of the works, specified by the technologist, for some technological operations. Time consuming production stages, expensive materials, complicated technologies using specialized machines and tools cause high costs and thus require the use of continuous inter-operational control. The article presents a new technological solution consisting in making cavities with higher tolerance of dimensions crucial for the electron acceleration process and connecting the cavities by brazing them together with other components of the accelerating structure in a way that guarantees the vacuum in the space where the electrons are accelerated. Until now, diffusion-connected resonators were inserted into a pipe made of stainless steel, which served as a vacuum jacket. The final part of the article describes the method of liquidation of vacuum leaks formed in the soldering process, which, when found, especially in the final stages of production, cause significant losses. It is, therefore, important to ensure that such damage can be repaired such a way that guarantees a vacuum during the entire life of the accelerator.

PL

W artykule opisano procesy technologiczne realizowane podczas produkcji struktur przyspieszających liniowych akceleratorów elektronów. Przy wytwarzaniu struktur przyspieszających, dla uzyskania oczekiwanych parametrów końcowych wiązki przyspieszanych elektronów, konieczne jest zachowanie bardzo wysokiej dokładności kolejno wykonywanych operacji technologicznych. Niektóre wymiary wnęk rezonansowych stanowiących podstawę struktury winny być, zgodnie z dokumentacją konstrukcyjną, opracowaną na podstawie wykonanych wcześniej obliczeń i symulacji z wykorzystaniem narzędzi informatycznych rozwiązujących równania różniczkowe cząstkowe, wykonane z dokładnością jednej setnej części milimetra. Dodatkowo, z powodu konieczności wytworzenia we wnętrzu struktury bardzo wysokiej próżni, należy podczas procesu produkcji przestrzegać, określonych przez technologa, dla niektórych operacji technologicznych wręcz sterylnych, warunków czystości prowadzenia prac. Czasochłonność etapów produkcji, drogie materiały, skomplikowane technologie z wykorzystaniem wyspecjalizowanych maszyn i narzędzi, to powody wysokich kosztów produkcji i tym samym konieczne jest stosowanie ciągłej kontroli międzyoperacyjnej. Celem artykułu jest przedstawienie nowego rozwiązania technologicznego polegającego na wykonaniu wnęk z większą tolerancją kluczowych dla procesu przyspieszania elektronów wymiarów oraz połączeniu rezonatorów poprzez ich zlutowanie, łącznie z pozostałymi podzespołami struktury akceleracyjnej, w sposób gwarantujący zachowanie próżni w przestrzeni, w której przyspieszane są elektrony. Dotychczasowo rezonatory połączone dyfuzyjnie wsuwane były do rury wykonanej ze stali kwasoodpornej, która stanowiła płaszcz próżniowy. W końcowej części artykułu opisano sposób likwidacji powstałych w procesie lutowania nieszczelności próżniowych, które stwierdzone, zwłaszcza w końcowych etapach produkcji, powodują duże straty materialne, dlatego też istotne jest zapewnienie możliwości naprawy takich uszkodzeń i to w sposób gwarantujący utrzymanie próżni podczas całego okresu użytkowania akceleratora.

2

Automatyzacja procesu obróbki termicznej struktur przyspieszających do akceleratorów liniowych

Misiarz Agnieszka, Andrasiak Michał, Śmierzyński Mariusz, Andrasiak Mikołaj, Piskorski Marcin

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2020

|

Vol. 61, nr 5

6--9

PL

Wygrzewanie struktury jest jednym z pierwszych i podstawowych etapów zapewnienia wysokiej próżni w strukturze. W wyniku procesu obróbki termicznej następuje usunięcie z powierzchni i wnętrza materiałów stykających się z próżnią wszelkich gazów pozostałych podczas wcześniejszych wszystkich procesów technologicznych związanych z wykonaniem struktury [1]. Stosowana dotychczas technologia wygrzewania polegała na stopniowym podnoszeniu temperatury poszczególnych elementów struktury do poziomu 250°C przy zastosowaniu grzałek oraz przy jednoczesnej kontroli próżni. Ponieważ wygrzewanie jest procesem długotrwałym a podnoszenie temperatury powoduje gazowanie z materiałów stykających się z obszarem próżni, a więc wpływa na jej poziom, to konieczne jest sterowanie przebiegiem tego procesu poprzez bezpośredni nadzór wykwalifikowanego pracownika. Bazując na wieloletnim doświadczeniu zdobytym podczas wytwarzania kolejnych typów struktur w Narodowym Centrum Badań Jądrowych opracowano i wykonano stanowisko technologiczne, na którym procesy obróbki termicznej są realizowane w sposób automatyczny, powtarzalny, z zachowaniem pełnych informacji dotyczących ich przebiegu.

EN

The process of heating the accelerating structure is one of the first and basic stages of providing a high vacuum in the structure. As a result of heat treatment, all gases remaining as a result of all previous technological processes are removed from the surface and interior of materials in contact with vacuum. Traditionally used heating technology consisted of gradually increasing the temperature of individual structural elements to a level of 250° C by means of heaters and simultaneously checking the vacuum. Since heating is a long-term process, and raising the temperature causes gassing from materials in contact with the vacuum area, and thus affects its level, it is necessary to supervise the process by a qualified employee Based on many years of experience at the National Center for Nuclear Research, a technological stand has been developed and manufactured, on which heat treatment processes are carried out automatically, repeatably, with full information regarding their parameters.

3

Klystron pulse modulator of linear electron accelerator: test results

Zimek Z., Dźwigalski Z., Warchoł S., Roman K., Bułka S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

775-778

EN

Purpose: The purpose of the paper is to describe Klystron pulse modulator of linear electron accelerator. Design/methodology/approach: TH-2158 klystron modulator experimental model is based on semiconductor switch HTS 181-160 FI (acceptable current load 1600 A, and voltage up to 18 kV). The results of test measurements carried out during modulator starting up period are presented in this work. TH-2158 klystron was used as a load. The klystron was connected to the second winding of the pulse HV transformer with 1:10 windings turn ratio. The examined modulator is equipped with safety shutdown circuitry for protection against current overload that may appear at IGBT switch in the case of short-circuiting happened in klystron and waveguide system. Findings: Linear electron accelerator type LAE 10/15 with electron energy 10 MeV and beam power up to 15 kW was designed and completed at Institute of Nuclear Chemistry and Technology. This accelerator was installed in facility for radiation sterilization single use medical devices, implants and tissue grafts. The standing wave accelerating section was selected. Microwave energy used for accelerating process is provided by klystron type TH-2158 working at frequency 2856 MHz. Practical implications: Described HV pulse modulator which designed and constructed for klystron TH-2158 was preliminary tested to evaluate the quality of the klystron HV and load current pulses and optimized selected component parameters. Obtained experimental results are better than those which were predicted by computer simulation method. Originality/value: Description of Klystron pulse modulator of linear electron accelerator.

4

Wybrane wyniki badań urządzeń i podzespołów liniowego akceleratora elektronów LAE 10/15

Zimek Z., Dźwigalski Z., Warchoł S., Roman K., Bułka S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 1

68-69

PL

Liniowy akcelerator elektronów typu LAE 10/15 o energii elektronów 10MeV i mocy średniej wiązki do 15kW został zaprojektowany i skompletowany w Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej. Akcelerator ten jest instalowany w stacji sterylizacji radiacyjnej wyrobów medycznych jednorazowego użytku, implantów i przeszczepów. Zastosowano sekcję przyspieszającą elektrony z falą stojącą o częstotliwości roboczej 2856 MHz dostarczanej przez klistron typu TH-2158 francuskiej firmy Thales. W pracy prezentowane są wyniki badań modulatora zbudowanego w oparciu o półprzewodnikowy przełącznik typu HTS 181-160FI (dopuszczalny prąd obciążenia 1600 A, przy maksymalnym napięciu 18 kV), którego obciążeniem zamiast klistronu TH-2158 był układ rezystorów RL o rezystancji 8 Ω i 16 Ω. W normalnych warunkach eksploatacyjnych, rezystancja klistronu jest rzędu 1600 Ω, co odpowiada 16 Ω po pierwotnej stronie transformatora impulsowego klistronu o przekładni 1:10. Badany modulator zawiera układ zabezpieczający (wyłącznik bezpieczeństwa), przed nadmiernym wzrostem prądu obciążenia (na przykład w przypadku zwarcia w klistronie). Do głównych podzespołów wyłącznika bezpieczeństwa należy zespół ceramicznych rezystorów o rezystancji 50 mΩ, komparator LM 319 oraz bramka exclusive-OR typu 74F86.

EN

Linear electron accelerator type LAE 13/15 with electron energy 10 MeV and beam power 10...15 kW was designed and completed at Institute of Nuclear Chemistry and Technology. This accelerator is being installed in facility for radiation sterilization expendable medical products, implants and tissue grafts. The standing wave accelerating section was selected with working frequency 2856 MHz provided by klystron TH-218 french Thales firm. The results of measurements carried out at the TH-2156 klystron modulator experimental model based on semiconductor switch HTS 181-160FI (acceptable current load 1600 A, with voltage up to 18 kV) are presented in this work. A set of resistors RL = 8 Ω and 16 Ω was used as a load instead of TH-2158 klystron. The klystron's resistance will be approximately 1600 Ω, what is the equivalent to 16 Ω measured at the primary side of pulse HV transformer with 1:10 windings tum ratio in normal work conditions. The examined modulator is equipped in safety (shutdown) circuitry for protection against current overload that may appear at IGBT switch in case of short-circuiting in klystron. The main parts of the design circuitry are: assembly of ceramic shunt resistors 50 mΩ, LM 319 voltage comparator and Exclu-sive-OR logical gate 74F86 type.

5

Electron beam irradiation induced changes in liquid-crystal compound 5CB

Rath M. C., Sarkar S. K., Wadhawan V. K., Verma R., Das I. M. L., Dąbrowski R., Tykarska M., Dhar R.

Opto-Electronics Review

|

2008

|

Vol. 16, No. 4

399-403

EN

Electron beam irradiation studies on liquid crystal material 5CB have been carried out at a temperature where the compound exists in the isotropic liquid phase. In situ time-resolved spectroscopic characterization was carried out during the irradiation. Three different transients were observed during the 2-μs electron pulse. After about 50 μs, only one transient species was found to be present, which has an absorption peak at 360 nm. Radiolysed sample exhibits a broad absorption at ∼ 400 nm. The dielectric measurements show that even a low level of irradiation results in a dramatic increase in the component of dielectric permittivity normal to the long axes of the molecules ε ⊥', and a corresponding decrease in the dielectric anisotropy (Δ ε'=ε II — ε ⊥'). These studies show that 5CB is prone to substantial radiation damage on exposure to the beam of high-energy electrons.

6

A comparison of the basic photon and electron dosimetry data for Neptun 10PC linear accelerators

Shokrani P., Monadi S.

Nukleonika

|

2008

|

Vol. 53, No. 4

181-185

EN

. In recent years the similarity of dosimetric characteristics of modern linear accelerators with the same make, model and nominal energy, has become more common. The goal of this study was to quantitatively investigate the reproducibility of the basic photon and electron dosimetry data from Neptun 10PC accelerators across the institutions. In the current study, the photon and electron dosimetry data collected during acceptance and initial commissioning of six Neptun 10PC linear accelerators are analyzed. The dates of original installations of these six machines were evenly spread out over a 5 year period and the series of measurements were conducted during an average of 1-2 months after original installations. All units had identical energies and beam modifiers. For photon beams, the collected data include depth dose data, output factors and beam profile data in water. For electron beams, in addition to depth dose data and output factors, the effective source skin distance for 10 × 10 cm field size is also presented. For most beam parameters the variation (one standard deviation), was less than 1.0% (less than 2% for 2 parameters). A variation of this magnitude is expected to be observed during annual calibration of well-maintained accelerators. In conclusion, this study is presenting a consistent set of data for Neptun 10PC linear accelerators. This consistency implies that for this model, a standard data set of basic photon and electron dosimetry could be established, as a guide for future commissioning, beam modeling and quality assurance purposes.

7

Measurement system for pulse radiolysis at the linear electron accelerator LAE 13/9

Mirkowski J., Grodkowski J.

Nukleonika

|

1999

|

Vol. 44, nr 1

71-78

EN

A new control and measurement system for a pulse radiolysis setup based on the linear electron accelerator LAE 13/9 is described. It consists of CAMAC apparatus, two oscilloscopes: Tektronix TDS620 and Iwatsu TS8123, and a PC computer as a central unit for programming and controlling of the experiments and for results processing. The program is written using DELPHI 1.0 (Borland) programming platform and it can operate in WINDOWS 3.x or WINDOWS 95 environment.

PL

Opisano nowy system kontrolno - pomiarowy do radiolizy impulsowej opartej na liniowym akceleratorze elektronów LAE 13/9 Żerań. W jego skład wchodzą: aparatura systemu CAMAC, dwa oscyloskopy - Tektronix TDS620 i Iwatsu TS8123, komputer PC jako centralna jednostka do programowania i kontrolowania eksperymentów oraz przeliczania wyników. Program jest napisany przy użyciu pakietu DELPHI 1.0 (Borland) i jest przystosowany do środowiska WINDOWS 3.x i WINDOWS 95.