Varian Clinac lineaarikiihdytin

Takaisin luetteloon

Varian CLINAC elektronikiihdytin

Varian Clinac lääketieteellinen kiihdytin. (Kuva: Fysiikan laitos.)

Nimi ja malli (valmistusvuosi/asennusvuosi)

Varian CLINAC 2100 CD (1999/2015)

Yleistietoja

Lineaarikiihdytin: Elektronikiihdytin elektroniikan säteilyvauriotesteihin (Aiemmin sädehoitoon). Kiihdytintä käytetään pääasiassa puolijohdemateriaalien ja -laitteiden säteilytystutkimuksiin, mutta se on saatavana myös muihin sovelluksiin.

Keskeiset tekniset tiedot

• Kone pystyy tuottamaan erittäin voimakkaita elektroni- ja röntgensäteitä 20 MeV:iin ja 15 MeV:iin asti.

• Kone tuottaa pystysuoran, ylhäältä alas suuntautuvan pulssitetun elektronisuihkun (joka voidaan hajottaa pulssitetuksi röntgensäteeksi), jolla on seuraavat ominaisuudet:

• • Säteen alue:
    Tyypillinen suurin säteen alue on noin 25 cm x 25 cm. Tarvittaessa säteilytyspinta-alaa voidaan kasvattaa huomattavasti (todennäköisesti yli 80 cm x 80 cm), mutta sen kustannuksella, että annosnopeus pienenee ja säteen parametrien epävarmuus kasvaa
  • Energiat:
    Elektronien osalta: 6, 9, 12, 16 ja 20 MeV
    Röntgensäteilyn osalta joko:
    -jatkuva spektri 0-6 MeV:n välillä, huippu noin 1 MeV:n tienoilla
    -jatkuva spektri 0-15 MeV:n välillä, huippu noin 2 MeV:n tienoilla
  • Annosnopeudet:

  -Elektroneille: 100-1000 rad/min. (vedessä)
  – röntgensäteille: 100-600 rad/min. (vedessä)

• Huom: Nämä arvot viittaavat energian huippulaskeuman alueeseen kohteen sisällä. Todellinen annoslaskeumaprofiili vaihtelee riippuen kohdemateriaalista, tarkastellusta syvyydestä kohteessa ja säteen tyypistä (elektronit tai röntgensäteet.) Tämä johtuu kohteen pinnalta pakenevista sekundaarielektroneista.
  Tyypillisesti elektronisuihkujen kohdalla todellinen energian laskeuma pinnalla on 75-90 % huippuarvosta, joka saavutetaan 1,5-2,5 cm:n syvyydellä kohteessa. Sen jälkeen energian laskeutuminen vähenee asteittain säteen vaimenemisen fysiikan mukaisesti.
  Röntgensäteillä energian laskeutumisprofiili on samanlainen, sillä erotuksella, että energian laskeutuminen pintaan on vain 50 % huippuarvosta.

Pääominaisuudet

• Säteen käyttöaste: Suurimmalla annosnopeudella linakin lähteen elektronisuihku koostuu sarjasta 5 μs:n pulsseja, joiden jakso on 5 ms (mikä vastaa 0,1 %:n työjaksoa). Säteen annosnopeutta muutetaan ”poistamalla” joitakin pulsseja: esimerkiksi nopeudella 750 rad/min joka neljäs pulssi puuttuu, jolloin saavutetaan tehokkaasti 3/4 maksimiannosnopeudesta.

Käytön aikana, erityisesti tuotettaessa 15 MeV:n röntgensäteilyä, linjakki voi tuottaa myös tietyn määrän niin sanottuja ”fotoneutroneita”, joiden liike-energia on muutama MeV ja jotka lopulta saavuttavat termisen tasapainon linjakkikammion sisällä. Tämä on otettava huomioon käytettäessä neutroniherkkiä laitteita; neutronien aktivoitumisen vaaraa ei kuitenkaan ole.

Tutkittava kohde voidaan yksinkertaisesti sijoittaa sädeikkunan alapuolella olevalle alustalle, ja siihen voidaan päästä suoraan käsiksi ilman mitään rajapintaa. DUT voidaan liittää käyttäjän DAQ/monitorointilaitteistoon RADEF-parakissa noin 20 metrin kaapeloinnilla. Jos tämä etäisyys on liian pitkä, voidaan DAQ/monitorointilaitteisto jättää RADEF (RADiation Effects Facility) -luolan sisälle, mutta käyttäjä ei pääse käsiksi laitteistoon säteilytyksen aikana.

Sijainti, vastuuhenkilö

Fysiikan laitos, YS150 / Heikki Kettunen