Accélérateur linéaire Varian Clinac

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Accélérateur d’électrons Varian CLINAC

Accélérateur médical Varian Clinac. (Photo : département de physique.)

Nom et modèle (année de fabrication / installation)

Varian CLINAC 2100 CD (1999/2015)

Informations générales

Accélérateur linéaire : un accélérateur d’électrons pour les tests de dommages par rayonnement de l’électronique (Anciennement pour la radiothérapie). L’accélérateur est principalement utilisé pour les études d’irradiation des matériaux et des dispositifs semi-conducteurs, mais est également disponible pour d’autres applications.

Spécifications clés

• La machine peut fournir des faisceaux d’électrons et de rayons X très intenses jusqu’à 20 MeV et 15 MeV, respectivement.

• Il produit un faisceau d’électrons pulsé vertical et descendant (qui peut être dégradé en un faisceau de rayons X pulsé) avec les caractéristiques suivantes :

• • Surface du faisceau :
    la surface maximale typique du faisceau est d’environ 25 cm x 25 cm. La zone d’irradiation peut être considérablement augmentée (probablement plus de 80 cm x 80 cm) si nécessaire, mais au prix d’un débit de dose réduit et d’incertitudes accrues sur les paramètres du faisceau
  • Énergies :
    -pour les électrons : 6, 9, 12, 16 et 20 MeV
    -pour les rayons X, soit :
    -spectre continu de 0 à 6 MeV, avec un pic autour de 1 MeV
    -spectre continu de 0 à 15 MeV, avec un pic autour de 2 MeV
  • Débits de dose :

  -pour les électrons : 100 à 1000 rad/min. (dans l’eau)
  -pour les rayons X : 100 à 600 rad/min. (dans l’eau)

• Note : ces valeurs se rapportent à la zone de dépôt d’énergie maximale à l’intérieur de la cible. Le profil de dépôt de dose réel varie en fonction du matériau de la cible, de la profondeur considérée dans la cible et du type de faisceau (électrons ou rayons X.) Ceci est dû aux électrons secondaires qui s’échappent de la surface de la cible.
  Typiquement, pour les faisceaux d’électrons, le dépôt d’énergie réel à la surface est de 75 % à 90 % celui de la valeur maximale, qui est atteinte à une profondeur de 1,5 à 2,5 cm dans la cible. Le dépôt d’énergie diminue ensuite progressivement selon la physique de l’atténuation du faisceau.
  Pour les faisceaux de rayons X, le profil de dépôt d’énergie est similaire, à la seule différence que le dépôt d’énergie à la surface ne représente que 50% de la valeur de pointe.

Caractéristiques clés

• Cycle d’utilisation du faisceau : Au débit de dose maximal, le faisceau d’électrons source du linac consiste en une série d’impulsions de 5 μs avec une période de 5 ms (ce qui correspond à un rapport cyclique de 0,1 %). Le débit de dose du faisceau est modifié en « supprimant » certaines des impulsions : par exemple, à 750 rad/min, une impulsion sur quatre est manquante, ce qui permet d’atteindre efficacement les 3/4 du débit de dose maximal.

En cours de fonctionnement, notamment lors de la production de rayons X de 15 MeV, le linac peut également générer une certaine quantité de ce que l’on appelle des « photoneutrons » avec une énergie cinétique de quelques MeV, qui finissent par atteindre l’équilibre thermique dans la chambre du linac. Il faut en tenir compte lors de l’utilisation de dispositifs sensibles aux neutrons ; il n’y a cependant aucun danger d’activation neutronique.

L’objet sous test peut simplement être placé sur une plate-forme sous la fenêtre du faisceau, et on peut y accéder directement sans avoir besoin d’une quelconque interface. L’objet sous test peut être connecté au matériel de DAQ/surveillance de l’utilisateur dans la caserne de la RADEF avec environ 20 m de câblage. Si cette distance est trop longue, il est alors possible de laisser le matériel de DAQ/monitoring à l’intérieur de la grotte RADEF (RADiation Effects Facility), mais l’accès de l’utilisateur sera impossible pendant l’irradiation.

Lieu, personne responsable

Département de physique, YS150 / Heikki Kettunen

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