Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).

СПЕКТРЫ ТОРМОЗНЫХ ФОТОНОВ В МАЛЫХ ПОЛЯХ, СОЗДАВАЕМЫХ МЕДИЦИНСКИМИ УСКОРИТЕЛЯМИ ЭЛЕКТРОНОВ В РЕЖИМЕ ГЕНЕРАЦИИ ПУЧКА 18 МВ
В.А. Климанов, А.В. Белоусов, Г.Е. Горлачев, Ю.С. Кирпичев, Т. Меджадж

Проведено расчетное исследование спектров тормозного излучения, генерируемого узким пучком электронов 18 МэВ при падении на мишень, первый слой которой сделан из вольфрама, для случая малых полей. Изучено две геометрии: в первой мишень и кольцевые детекторы на расстоянии 100 см от нее находятся в воздухе, вторая геометрия, по возможности, приближена к конструкции головки ускорителя Varian, работающего в режиме генерации тормозного пучка 18 МВ. Кольцевые детекторы расположены так же, как в первой геометрии. Расчеты выполнены методом Монте-Карло по кодам Geant4, Penelope и программному пакету Г.Е. Горлачева, для сравнения результатов привлекались также данные, полученные по коду EGSnrc (программа BEAM). Обсуждаются причины различия между данными, рассчитанными по разным кодам. На основе полученных результатов сформулирован ряд закономерностей, наблюдаемых в энергетических распределениях тормозных фотонов для малых полей.

Ключевые слова: тормозное излучение, энергетическое распределение, медицинские ускорители электронов, метод Монте-Карло, малые поля

Реферат

BREMSSTRAHLUNG PHOTON SPECTRA IN SMALL FIELDS CREATED BY MEDICAL ELECTRON ACCELERATORS IN 18 MV BEAM GENERATION MODE
V. Klimanov, A. Belousov, G. Gorlachev, Yu. Kirpichov, T. Medjadj

А computational study of the spectra of high-energy bremsstrahlung generated by narrow beams of 18 MeV electrons incident on a target, the first layer of which is made of tungsten, for the case of small fields was made. Two geometries were studied: in the first case a target and ring detectors at a distance of 100 cm from it are in the air, in the second case the geometry is as close as possible to the design of the Varian accelerator head operating in the generation mode of 18 MV of the bremsstrahlung beam. Ring detectors are also located as in the first geometry. The calculations were carried out by the Monte-Carlo method using the Geant4, Penelope codes and the Gorlachev’s code, and the data obtained using the EGSnrc code (BEAM program) were also used to compare the results. The reasons for some differences between a series of data calculated by different codes are discussed. In the conclusion a number of distinctive feature based on obtained results are observed in the energy distributions of bremsstrahlung photons for small fields.

Key words: bremsstrahlung, energy distribution, medical electron accelerators, Monte Carlo method, small fields