SU378137A1

SU378137A1 -

Info

Publication number: SU378137A1
Application number: SU1656401A
Authority: SU
Inventors: И.А. Александров; В.Н. Лебедев; А.В. Самойлов; В.А. Титов; К.З. Тушабрамишвили; И.А. Шукейло
Priority date: 1971-05-20
Filing date: 1971-05-20
Publication date: 1974-08-05

Description

1one

Изобретение относитс к радиационной защите от проникающих излучений.This invention relates to radiation shielding against penetrating radiation.

Дл обеспечени нормальной работы персонала в услови х проникающего излучени , а также дл устранени фоновых потоков частиц в ускорительных лаборатори х примен ют бетонные или железные защиты и поглотители . На крупных ускорител х их вес достигает дес тков тыс ч тонн, а стоимость строительно-монтажных работ и материала составл ет большой процент от затрат на сооружение лаборатории.Concrete or iron shields and absorbers are used in accelerator laboratories to ensure the normal operation of personnel under conditions of penetrating radiation, as well as to eliminate background streams of particles. At large accelerators, their weight reaches tens of thousands of tons, and the cost of construction and installation work and material is a large percentage of the cost of building a laboratory.

Общий вес защитного материала резко зависит от размера сечени защиты в плоскости, перпендикул рной направлению движени основного потока частиц. При энерги х дес тки ГэВ и выше начальные углы расходимости вторичных частиц имеют величину менее 10 рад, но из-за многократного рассе ни частиц в защите и дерного взаимодействи приходитс увеличивать поперечные размеры защиты в направлении движени основного потока.The total weight of the protective material sharply depends on the size of the protection cross section in a plane perpendicular to the direction of movement of the main stream of particles. At energies x ten GeV and above, the initial angles of divergence of the secondary particles are less than 10 rad, but because of the multiple scattering of particles in the defense and nuclear interaction, it is necessary to increase the transverse dimensions of the defense in the direction of the main flow.

Известен способ создани биологической защиты от нучков зар женных частиц с помощью поглотителей, выполненных в виде ферромагнитных стержней или балок пр моугольного сечени , которые укладывают вплотную друг к другу дл обеспечени необходимой толщины защиты, причем ориентаци There is a known method of creating biological protection against nucci of charged particles using absorbers made in the form of ferromagnetic rods or rectangular cross-section beams, which are placed close to each other to provide the required thickness of protection, and the orientation

стержней приниципиального значени не имеет.rods are not of primary importance.

Однако при защите каналов с частицамиHowever, when protecting channels with particles

высоких энергий поперечные размеры защитыhigh energy transverse protection dimensions

значительны из-за начального расхождени significant due to the initial discrepancy

основного пучка и многократного рассе ни main beam and multiple scatter

при взаимодействии с веществом.when interacting with a substance.

Дл уменьшени размеров поглотителей предлагают способ, по которому ферромагнитные стержни ориентируют вдоль движени потока зар л енных частиц, и возбуждают в этих стержн х азимутальное магнитное поле, например, путем пропускани по ним посто нного тока.To reduce the size of the absorbers, a method is proposed in which ferromagnetic rods are oriented along the flow of charged particles, and excitation of an azimuthal magnetic field in these rods, for example, by passing DC through them.

В простейшем случае нитевидного пучка мюонов одного знака защиту обеспечивают пропусканием но железному поглотителю посто нного электрического тока в направлении движени потока частиц. Вектор магнитнойIn the simplest case of a filamentous muon beam of the same sign, protection is provided by passing a constant electric current through the iron absorber in the direction of the flow of particles. Magnetic vector

индукции имеет единственную азимутальную компоненту, котора обеспечивает колебательное ДБИЛ :ение мюонов около оси симметрии. При радиационной защите чаще всего бывают пучки зар л енных частиц обоих знаков.induction has a single azimuthal component, which provides oscillatory DBL: the evolution of muons near the axis of symmetry. In radiation protection, most often beams of charged particles of both signs are observed.

Азимутально намагниченный стержень обладает свойством удерживать частицы одного знака и выталкивать наружу частицы другого знака. Вышедшие наружу частицы могут быть захвачены смежными намагниченными стерл н ми .An azimuthally magnetized rod has the property of holding particles of one sign and pushing particles of another sign out. Particles released may be trapped by adjacent magnetized sterols.

Возможные варианты сечений поглотител приведены на чертежах. Наиболее практичны стержни квадратного сечени , образующие плотную кладку. Азимутальна индукци внутри стержн в этом случае имеет (нар ду с посто нной компонентой) еще и 4, 8, 12-ю и т. д. гармоники, амплитуды которых усиливаютс в периферической зоне стержн . Гармонические составл ющие не вли ют существенным образом на характер удерн :ани частиц . Стержни электрически изолированы друг от друга. Небольшие зазоры между ними практически исключают взаимное вли ние полей смежных стержней.Possible variants of the absorber are shown in the drawings. The most practical rods of square section, forming a dense clutch. The azimuthal induction inside the rod in this case has (along with the constant component) also 4, 8, 12th, etc. harmonics, the amplitudes of which are amplified in the peripheral zone of the rod. The harmonic components do not significantly affect the character of uder: an particles. The rods are electrically isolated from each other. Small gaps between them practically exclude the mutual influence of the fields of adjacent rods.

На фиг. 1 показаны сечени кладки поглотителей в случае, когда токи во всех стерл н х протекают в направлении, перпендикул рном плоскости чертежа, замкнутые кривые со стрелками-линии магнитной индукции; на фиг. 2 - распределение индукции В вдоль оси X в этом варианте; на фиг. 3 - сечение кладки поглотител , в котором смежные стержни несут токи противоположных направлений; на фиг. 4 - распределение индукции В вдоль оси X в этом варианте.FIG. Figure 1 shows the masonry sections of absorbers in the case when the currents in all the rubbers flow in the direction perpendicular to the plane of the drawing, closed curves with arrows-lines of the magnetic induction; in fig. 2 - distribution of induction B along the X axis in this variant; in fig. 3 - screed section of the absorber, in which adjacent rods carry currents of opposite directions; in fig. 4 - distribution of induction B along the X axis in this variant.

Если частицы двух знаков попадают в один из стержней параллельно его оси справа от нее (точка X), частица одного знака совершает колебательное движение около оси этого стержн , частица другого знака по мере движени вперед отклон етс по оси X в сторону соседнего стерлш , расположенного справа на чертеже и, попав в его поле, перемещаетс в обратном направлении. Таким образом, происходит колебательное движение около границы раздела этих стержней. Если две частицы разных знаков попадают в указанный стержень слева от его оси (точка /Y), то одна из них удерживаетс в нем, а друга отклон етс в сторону стержн , расположенного слева, и колеблетс около границы раздела этих стержней.If particles of two signs fall into one of the rods parallel to its axis to the right of it (point X), a particle of one sign oscillates around the axis of this rod, a particle of the other sign deviates along the axis X to the side of the sterling right side in the drawing and, once in its field, moves in the opposite direction. Thus, an oscillatory motion occurs near the interface between these rods. If two particles of different signs fall into the specified rod to the left of its axis (dot / Y), then one of them is held in it, and the other is deflected towards the rod located to the left, and oscillates near the interface between these rods.

Частицы таким же образом колеблютс и в другом, взаимно перпендикул рном направлении по оси У.Particles in the same way oscillate in another, mutually perpendicular direction along the Y axis.

На фиг. 3 смежные стержни последовательно соединены по току перемычками на торцах кладки. В этом варианте частицы одного знака удерживает тот стержень, в который они попали сначала, частицы другого знака выход т в смежные стержни .и соверщают колебательное движение относительно их центральных осей.FIG. 3 adjacent rods are successively connected by jumpers at the ends of the masonry. In this embodiment, particles of one sign hold the rod into which they first hit, particles of another sign go out into adjacent rods, and oscillate about their central axes.

Линейный размер поперечного сечени одного стержн составл ет 10-15 см при начальных импульсах, составл ющих дес ткиThe linear cross-sectional size of a single rod is 10-15 cm with initial impulses of tens

ГэВ/с. Таким образом, азимутальное намагничивание железа позвол ет канализировать потоки частиц обоих знаков в пределах общего сечени , которое очень мало по сравнению с сечением поглотителей из пассивного материала, выполн ющих те же функции. Потребление электроэнергии в намагниченном поглотителе незначительно вследствие большой электрической проводимости стержней и составл ет примерно 1 кВт на кубометрGeV / s. Thus, the azimuthal magnetization of iron allows channeling particles of both signs within a common cross section, which is very small compared with the cross section of absorbers of passive material that perform the same functions. Electricity consumption in the magnetized absorber is negligible due to the high electrical conductivity of the rods and is approximately 1 kW per cubic meter.

железа. Высокий уровень намагничивани (около 8 кГс) на краю стержн сохран етс при отключении тока (остаточное намагничивание ) или периодическим пропусканием тока.gland. A high level of magnetization (about 8 kG) at the edge of the rod is maintained when current is switched off (residual magnetization) or by periodic current passing.

Предмет изобретени Subject invention

Способ создани биологической защиты от пучков зар женных частиц с помощью поглотителей , выполненных в виде ферромагнитных стержней, отличающийс тем, что, с целью уменьшени размеров поглотителей, ферромагнитные стержни ориентируют вдоль движени потока зар женных частиц, и возбуждают в этих стержн х азимутальное магнитное поле, например, путем пропускани по ним посто нного тока.The method of creating biological protection against charged particle beams using absorbers made in the form of ferromagnetic rods, characterized in that, in order to reduce the size of the absorbers, ferromagnetic rods are oriented along the movement of the charged particles and excite the azimuthal magnetic field in these rods, for example, by passing DC through them.

/w/ w

J J