Acelerador lineal Varian Clinac

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Acelerador de electrones Varian CLINAC

Acelerador médico Varian Clinac. (Foto: Dpto. de Física.)

Nombre y modelo (año de fabricación/instalación)

Varian CLINAC 2100 CD (1999/2015)

Información general

Acelerador lineal: un acelerador de electrones para pruebas de daños por radiación en electrónica (antiguamente para radioterapia). El acelerador se utiliza principalmente para estudios de irradiación de materiales y dispositivos semiconductores, pero también está disponible para otras aplicaciones.

Especificaciones clave

• La máquina puede proporcionar haces de electrones y rayos X muy intensos de hasta 20 MeV y 15 MeV, respectivamente.

• Produce un haz de electrones pulsado vertical y descendente (que puede degradarse en un haz de rayos X pulsado) con las siguientes características:

• • Área del haz:
    el área máxima típica del haz es de unos 25 cm x 25 cm. El área de irradiación puede aumentarse en gran medida (probablemente más de 80 cm x 80 cm) si es necesario, pero a costa de una menor tasa de dosis y mayores incertidumbres sobre los parámetros del haz
  • Energías:
    para los electrones: 6, 9, 12, 16 y 20 MeV
    para los rayos X:
    -espectro continuo de 0 a 6 MeV, con un pico alrededor de 1 MeV
    -espectro continuo de 0 a 15 MeV, con un pico alrededor de 2 MeV
  • Tasas de dosis:

  -para electrones: 100 a 1000 rad/min. (en agua)
  -para rayos X: 100 a 600 rad/min. (en agua)

• Nota: estos valores se refieren al área de deposición de energía máxima dentro del objetivo. El perfil de deposición de la dosis real varía según el material del blanco, la profundidad considerada en el blanco y el tipo de haz (electrones o rayos X.) Esto se debe a los electrones secundarios que escapan de la superficie del blanco.
  Típicamente, para los haces de electrones, la deposición de energía real en la superficie es del 75%-90% del valor máximo, que se alcanza a una profundidad de 1,5-2,5 cm dentro del blanco. A continuación, la deposición de energía disminuye gradualmente de acuerdo con la física de la atenuación del haz.
  Para los haces de rayos X, el perfil de deposición de energía es similar, con la única diferencia de que la deposición de energía en la superficie es sólo el 50% del valor de pico.

Características principales

• Ciclo de trabajo del haz: En la tasa de dosis máxima, el haz de electrones de la fuente del linac consiste en una serie de pulsos de 5 μs con un periodo de 5 ms (que corresponde a un ciclo de trabajo del 0,1%). La tasa de dosis del haz se modifica «eliminando» algunos de los pulsos: por ejemplo, a 750 rad/min, falta uno de cada cuatro pulsos, con lo que se consiguen 3/4 de la tasa de dosis máxima.

Durante el funcionamiento, en particular cuando se producen rayos X de 15 MeV, el linac también puede generar una cierta cantidad de los llamados «fotoneutrones» con una energía cinética de unos pocos MeV, que finalmente alcanzan el equilibrio térmico dentro de la cámara del linac. Esto debe tenerse en cuenta al utilizar dispositivos sensibles a los neutrones; sin embargo, no hay peligro de activación de neutrones.

El DUT puede colocarse simplemente en una plataforma debajo de la ventana del haz, y se puede acceder a él directamente sin necesidad de ninguna interfaz. El DUT puede conectarse al hardware de DAQ/monitorización del usuario en el cuartel de RADEF con unos 20 m de cableado. Si esta distancia es demasiado larga, es posible dejar el hardware de DAQ/monitorización dentro de la cueva de RADEF (RADiation Effects Facility), pero el acceso del usuario será imposible durante la irradiación.

Localización, persona responsable

Departamento de Física, YS150 / Heikki Kettunen