close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000101008

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
СОКОВНИН Сергей Юрьевич
CW^
НАНОСЕКУНДНЫЕ УСКОРИТЕЛИ ЭЛЕКТРОНОВ
И ТЕХНОЛОГИИ НА ИХ ОСНОВЕ
Специальность- 01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Екатеринбург, 2005
Работа выполнена в Институт электрофизики УрО РАН
Официальные оппоненты:
доктор технических наук старший научный сотрудник
Н.В. Гаврилов
(Институт электрофизики УрО РАН электрофизики,
г. Екатеринбург)
доктор технических наук профессор Ю.П. Усов
(Томский политехнический университет,
г. Томск)
доктор технических наук Г.Е. Ремнев,
(Томский политехнический университет,
г. Томск)
Ведущая организация;
Институт сильноточной электроники СО РАН
г. Томск
Защита состоится «18 » октября 2005г. в «
» часов на заседании диссертационного со­
вета Д 200.024.01 при Институте электрофизики УрО РАН по адресу:
620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена 106, ИЭФ УрО РАН
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института электрофизики УрО РАН
Автореферат разослан « »_
2005г.
Отзывы на автореферат, заверенные ученым секретарем и скрепленные гербовой печатью
учреждения, прошу направлять по адресу:
620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена 106, ИЭФ УрО РАН
Ученый секретарь диссертационного совета
Доктор физико-математических наук
Н.Н. Сюткин
Шг
м^з^
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
В течение последнего десятилетия произошел серьезный прогресс в создании частот­
ных генераторов высоковольтных импульсов, связанный с открытием эффекта наиосекундного обрыва тока высокой плотности в полупроводниковых диодах (далее названный
SOS-эффектом). Созданные на основе этого эффекта полупроводниковые прерыватели
тока (ППТ) дали возможность разработать экспериментальные образцы частотных наносекундных ускорителей электронов ( Н У Э ) (табл. .1), и поставить вопрос как о разработке
самих ускорителей, пригодных для коммерческих применений в радиационных техноло­
гиях (РТ), так и о поиске таких приложений, которые позволят использовать достоинства
НУЭ. Заметим, что сами характеристики ускорителя позволяют наметить круг приложе­
ний, а также каждое конкретное приложение существенно влияет на требуемые парамет­
ры и конструкцию ускорителя. Поэтому актуальной задачей является поиск таких РТ,
которые позволят реализовать достоинства и нивелировать недостатки Н У Э .
Отметим, что из всех Р Т широкое применение находит только радиационная стерили­
зация. Связано это с тем, что данная РТ практически незаменима во многих случаях в
силу того, что конкурирующие виды стерилизации (термическая, химическая и др.) ино­
гда принципиально невозможно использовать для некоторых материалов и изделий.
Важно, что во всем мире набирает силу тенденция использования в медицине и упа­
ковке пищевых продуктов одноразовых изделий, большинство из которых изготавливают
из нетермостойких материалов Одновременно происходит ужесточение гигиенических
нормативов. Обе эти тенденции расширяют рынок радиационной стерилизации, что по­
зволяет оптимистично рассматривать будущее таких технологий и говорить об актуаль­
ности настоящей задачи.
Коммерческое использование ускорительной техники делает наиболее важными по­
требительские качества ускорителей, а именно дешевизну; простоту изготовления, ввода
в эксплуатацию и обслуживания; надежность и долговечность - что говорит об актуаль­
ности научно-технической задачи создания ускорителей для РТ
*•«• НАЦцвНАЛ,
мадиотЕкд
I
'■^ЗЖ:
,
Целями диссертационной работы являлись:
♦ Создание прототипов наносекундных ускорителей электронов для коммерческих
применений на основе схемы тиратрон - импульсный трансформатор - ПГ11 с энерги­
ей электронов до 1 М э В и выходной мощностью в пучке до 1 кВт.
♦ Создание катодов для Н У Э , имеющих высокие эксплуатационные характеристики.
♦ Разработка технических решений для реализации эффективных схем облучения, пре­
жде всего двухстороннего.
♦ Разработка основ конкретных радиационных технологий.
♦ Разработка простых и эффективных систем контроля параметров Н Э П .
Научная новизна работы заключается в том, что:
1. Для создания частотных наносекундных ускорителей электронов предложена и экспе­
риментально проверена схема питания в составе: первичный источник высокого напря­
жения ( И В Н ) -тиратрон-импульсный трансформатор - ППТ. Показано, что применение
тиратрона (псевдоискрового разрядника) в схеме формирования импульса высокого на­
пряжения позволяет: увеличить рабочее напряжение и импульсную мощность в первом
контуре схемы питания и за счет этого существенно упростить и удешевить конструкцию;
дает возможность изменять среднюю мощность ускорителя в широких пределах посред­
ством согласования мощности И В Н и частоты запуска тиратрона; изменения в широком
диапазоне (до 40%) ускоряющего напряжения в соответствии с изменением зарядного
напряжения.
2 Разработана и экспериментально проверена конструкция вакуумного диода, содержа­
щего два промежутка катод-анод работающих одновременно и навстречу друг другу с
равномерным распределением тока. Такой диод позволяет либо вдвое увеличить толщину
облучаемых изделий, либо в 3-4 раза уменьшить неоднородность облучения по толщине
облучаемого объекта.
3. Предложен и исследован металлокерамический катод, позволяющий в вакуумных дио­
дах наносекундных ускорителей электронов до 2 раз повысить скорость нарастания тока
и мощность ускорителя, понизить до 5% неоднородность распределения плотности тока
на аноде и при ресурсе не менее 10* импульсов сохранить в пределах 10% стабильность
параметров получаемого пучка электронов.
4. Исследовано влияние геометрии катодного узла на размер формируемого пучка элек­
тронов и длительность тока и напряжеяйия вакуумных диодов с металлодиэлектрическим
лг* <
(МДМ) -катодом. Найдено, что расположение диэлектрической пластины в катодном
узле определяет сечение пучка электронов и позволяет им управлять, что обеспечивает
возможность создания равномерной плотности тока на мишени для катодов большой
площади. Установлена возможность использования МДМ-катода для укорочения дли­
тельности заднего фронта импульса.
5 Эксперимет-ально показана существенно более высокая (на порядок) производитель­
ность генерации озона Н Э П по сравнению с электронными пучками постоянного тока за
счет выноса генерируемого озона в паузе между импульсами из зоны облучения.
6. Разработан способ радиационно-химической стерилизации (РХС), который состоит в
создании условий, позволяющих использовать для стерилизации герметично упакован­
ных изделий излучения, как самого электронного пучка, так и озона, возникающего внут­
ри пакета при облучении.
7. Разработана дозиметрическая методика измерения эффективной энергии электронов
на основе метода фильтров в геометрии узкого пучка, позволяющая независимо измерять
энергию электронов в абсолютных значениях.
Научно-практическая значимость работы заключается в том, что:
1. Разработан ряд частотных наносекундных ускорителей электронов типа УРТ для ра­
диационных технологий с энергией электронов до 1 М э В и средней мощностью Н Э П до 1
кВт со схемой питания: тиратрон - импульсный трансформатор - П П Т
2 Разработан МК-катод, позволяющий в вакуумных диодах наносекундных ускорителей
электронов до 2 раз повысить скорость нарастания тока и мощность, понизить до 5% не­
однородность распределения плотности тока на аноде и при ресурсе не менее 10 импуль­
сов сохранить в пределах 10% стабильность параметров получаемого пучка электронов.
3. Разработан способ генерации озона Н Э П , показана его конкурентоспособность по
энергозатратам с традиционными способами.
4 Разработаны способ и технология стерилизации жидких пищевых продуктов в бески­
слородной атмосфере
5 Разработан способ и технологии радиационно-химической стерилизации различных
упакованных изделий.
6 Разработан способ и технологии радиационно-химической поверхностной стерилиза­
ции сыпучих материалов.
7. Разработан способ и на его основе технология радиационного стирания полупроводни­
ковых микросхем памяти.
8. Разработана и экспериментально проверена дозиметрическая методика периодическо­
го контроля параметров пучка электронов на основе метода фильтров.
Вклад автора
В работе, представленной на защиту, автором внесен определяющий вклад, обуслов­
ленный постановкой задач исследования, планированием экспериментов, разработкой как
всей конструкции, так и новых элементов, анализом результатов экспериментов, физиче­
ским и математическим моделированием процессов.
Реализация результатов работы
На основании документации и результатов испытаний ускорителя УРТ-0,5, передан­
ных
на
ФГУП
«Уральский
электромеханический
завод»,
выполнены
опытно-
конструкторские работы и выпущен опытный ускоритель. На основе его конструкции
создан ускоритель УРТ-0,4, который был поставлен по контракту в «Chiyoda Technol
Corporation» в «Japan Atomic Energy Research Institute» (Тагасаки, Япония)
Проведены эксперименты и находится в стадии заключения договор на поставку уско­
рителя УТР-0,5М в ЗАО «НИИХИТ-2», г. Саратов
На основе ускорителя УРТ-1 разработан и заканчивается изготовление ускорителя
УРТ-1М с вакуумным диодом в целях двухстороннего облучения для радиационной сте­
рилизации одноразовой медицинской одежды на предприятии ООО «Здравмедтех-Б» в г
Каменск-Уральском.
Создан и утвержден в контролирующих органах Минздрава Р Ф «Технологический
регламент процесса радиационной стерилизации игл атравматических с нитями хирурги­
ческими плетеными полиэфирными и полипропиленовыми условных номеров 1, 0; 2/0;
3/0, 4/0, 5/0, б/О с одним или двумя наконечниками с круглыми или трехгранными ост­
риями и игл атравматических с нитями полигликолидными рассасывающимися условных
номеров: 4/0, 3/0, 2/0, О в полимерной упаковке производства
ООО "Медин" на РТУ
"Электронный стерилизатор" с импульсно-периодическим ускорителем электронов "УРТ0,5" Института электрофизики УрО РАН»
Разработанная рентгеновская диагностика параметров электронного пучка применя­
лась на генераторах тормозного излучения ВИРА-1,5 и ВИРА-2П, а также на генераторе
ГИТ-4 в И С Э СО Р А Н , г. Томск.
Апробация результатов работы и публикации
Материалы работы докладывались на научных семинарах в Институте электрофизики
УрО Р А Н , г Екатеринбург; Институте сильноточной электроники СО РАН, г Томск; ка­
федре экспериментальной физики Ф Т Ф УГТУ-УПИ, а также на международных и на­
циональных конференциях и симпозиумах- всесоюзных и международных симпозиумах
по сильноточной электронике (Свердловск, 1990, Томск, 2000 и 2004), международных
конференциях по мощным пучкам частиц (Прага, 1996; Хайфа, 1998; Альбукерке, 2002;
Санкт-Петербург, 2004), международных конференциях по мощной импульсной технике
(США, 1991, 1993, 1997, 1999), международной конференции по физике плазмы (США,
2001); международной конференции по пучковым технологиям (Дубна, 1995, Варна 2000
и 2003); Международном симпозиуме «Electromed-99» (США, 1999), Забабахинских чте­
ниях (Снежинск, 2001 и 2003), международной конференции по радиационной физике и
химии неорганических материалов (Томск, 2003); Европейской конференции по передо­
вым технологиям хранения и повышения качества продуктов "EUPOCAFT-2001" (Бер­
лин, 2001); международных выставках «Чистая вода России» (Екатеринбург, 1995, 1997,
1999 и 2001), всероссийском симпозиуме по твердотельным детекторам ионизирующего
излучения (Екатеринбург, 1997).
На разработки по теме диссертации получено 7 патентов Р Ф , материалы работы изло­
жены в 42 публикациях.
Разработанная линия радиационно-химической стерилизации стала победителем
и
получила диплом первой степени и медаль на Первом окружном конкурсе «Лучший инве­
стиционный проект Уральского федерального округа»
Положения, выносимые на защиту:
1
Применение тиратрона (псевдоискрового разрядника) в схеме питания частотных
наносекундных ускорителей электронов с полупроводниковым прерывателем тока позво­
ляет увеличить рабочее напряжение и импульсную мощность в первом контуре схемы
питания и за счет этого упростить и удешевить конструкцию.
2
Ряд частотных наносекундных ускорителей электронов типа У Р Т с энергией элек­
тронов до 1 МэВ и средней мощностью в пучке до 1 кВт для использования в радиацион­
ных технологиях.
3
Металлокерамический катод, позволяющий до 2 раз повысить скорость нарастания
тока и мощность ускорителя, понизить до 5% неоднородность распределения плотности
тока на аноде и при ресурсе не менее Ю' импульсов сохранить в пределах 10% стабиль­
ность параметров получаемого пучка электронов.
4
Вакуумный диод, содержащий два промежутка катод-анод работающих одновре­
менно и навстречу друг другу с равномерным распределением тока, позволяющий либо
вдвое увеличить толщину облучаемых изделий, либо в 3-4 раза уменьшить неоднород­
ность облучения по толщине облучаемого объекта.
5
Способ генерации озона позволяющий, за счет вывода озона из зоны пучка в паузе
между импульсами, обеспечить высокую производительность и конкурентоспособные с
другими методами генерации озона энергозатраты, в пределах 10-12 кВтч/кг озона, без
предварительной подготовки воздуха.
6
Способ и технология радиационно-химической стерилизации поверхностей упако­
ванных изделий, которые за счет создаваемого в пакетах озона, позволяют существенно
(до 2 раз) снизить поглощенную дозу для обеспечения поверхностной стерилизации изде­
лий и сократить затраты энергии на стерилизацию
7
Дозиметрическая методика на основе метода фильтров для измерения параметров
Н Э П , позволяющая периодически контролировать параметры ускорителя в течение тех­
нологического процесса.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение
Рассмотрены вопросы особенностей Н Э П как вида ионизирующего излучения, их дос­
тоинства и недостатки. Показано, что Н Э П имеют:
•
Имеют существенно более сильное биологическое воздействие (не менее чем вдвое
при равной поглощенной дозе), чем электронные пучки постоянного тока
•
Могут быть сформированы именно того размера, который требуется исходя из разме­
ров объекта облучения, что исключает энергозатраты на сканирование пучка
•
Для формирования Н Э П используют катоды, не требующие дополнительных источ­
ников энергии, для нагрева или создания плазмы, и высокого вакуума для работы,
легко выдерживают даже ударные разгерметизации
Н Э П имеют и недостатки Самым серьезным из них является их немоноэнергетич-
ность Вызвано это тем, что в спектр Н Э П включаются электроны, формирующиеся па
фронте и спаде импульса напряжения.
Главные преимущества РТ состоят в воздействии на атомы вещества Это позволяет
получать требуемый эффект при нормальных условиях (например полимеризация без
повышенной температуры и при нормальном давлении), обеспечивает существенную (в
разы') экономию энергии на проведение процесса (полная стерилизация осуществляется
практически мпювенно при изотермическом нагреве изделия примерно на 4°С) и воз­
можность проведения нескольких процессов одновременно технологий (сополимеризация на поверхности полимерных пленок). РТ имеют и недостатки радиационных процес­
сов, которые состоят в повышенной опасности для обслуживающего персонала с высо­
ким уровнем квалификации; дороговизне источников радиации, многофакторности воз­
действия (например стерилизации и деструкции).
Таблица 1 Параметры разработанных в И Э Ф УрО Р А Н генераторов
и ускорителей электронов с использованием ППТ
Система сжатия
Т„, НС
Установка
>^,Дж
Частота следования
и,кВ
импульса
импульсов, Гц
Сибирь
ПТСК
1000
300
100
150
ПТСК
200
6
40
СМ-1
50(300)**
ПТСК
250
8
24
СМ-Ш
100(1000)постоянно
ПТСК
140
0,8
32
СМ-2Н
1000(5000)
450
10
ПТСК
40
СМ-ЗН
300 (2000)
ПТСК
150
0,9
18
СМ-4Н
10(100)
ПТСК
1000
50
60
С-5Н
500(1000)
ПТСК
50040-60
Б/н
45
300 (850)
1000
Тиратрон-ЬППТ
40-80
20-70
Б/н
не дано
100
ПТСК
Малахит*
250
3
50
300(3000)
ПТСК
350
25
7
Технологи­
100
ческий*
ПТСК
30-120
0,2
15-20
100(10 000)
Контроль
Тиратрон+ППТ
200
35
1,75
250
УРТ-0,2*
500
50
200
УРТ-0,5*
Тиратроя+ППТ
6,25
900
60
Тиратрон+ППТ
25
УРТ-1*
50
400
Б/н*
ПТСК
40
200
7
Примечание *-ускорители, ** - в скобках значения для режима пачки импульсов, ПТСК установка с полностью твердотельной системой коммутации, U- максимальное или
ускоряющее напряжение, W - энергия в импульсе на нагрузке (в пучке электронов):Т^ длительность импульса на полувысоте; Б/н - без названия
Во введении указаны достоинства и недостатки различных источников излучения, ис­
пользуемых для РТ, рассмотрены критерии задания пределов энергий электронов для
Н У Э исходя из возможных областей применения. Показан подход к определению мощ­
ности пучка электронов исходя из технической сложности формирования пучка и эконо-
мической эффективности Приведены характеристики генераторов и ускорителей с ис­
пользованием ППТ (Табл 1) Во введении также сформулированы задачи исследований,
приведены основные положения, выносимые на защиту
1. Наносекундные ускорители электронов для радиационных технологий
1.1. Наносекундные ускорители электронов
Рассмотрены основные типы ускорителей нашедшие применение в РТ - ускорители
постоянного тока и линейные ускорители, показаны их параметры, достоинства и недос­
татки, главный из недостатков - высокая стоимость,
Проанализированы схемы построения Н У Э , показано, что несмотря на наличие боль­
шого числа имеющихся типов Н У Э данный класс ускорителей не имел серьезных пер­
спектив в РТ до создания ускорителей с системой питания, основанной на использовании
ППТ fSOS -диодов').
1.2. Описание механизма работы полупроводникового прерывателя тока
На основе литературных данных описан механизм работы SOS -диодов Меха­
низм основан на создании электронно-дырочной плазмы во время прямой накачки, когда
р-п-переход включен в прямом направлении и под действием возникающего электриче­
ского поля дырки из р-области дрейфуют в базу диода, а электроны из п-области переме­
щаются в обратном направлении и постепенно заполняют р-область структуры Во время
обратной накачки плазма изменяет направление своего движения и начинает возвращать­
ся к плоскости р-п-перехода Обрыв тока определяется процессами в узких высоколеги­
рованных слоях р^-р-п-п*-структуры, свободных от избыточной плазмы, это и приводит
к сочетанию высокой плотности обрываемого тока и наносекундному времени его от­
ключения
1.3. Применение полупроводниковых прерывателей тока
На основе литературных данных, приведены и проанализированы основные схемы
включения П П Т и пути предварительного сжатия энергии; сделан вывод, что схема тира­
трон-импульсный трансформатор (ИТ) -ППТ наиболее целесообразна для построения
схем питания Н У Э с энергией электронов до 1 МэВ и средней мощностью в пучке до не­
скольких кВт.
'Рукин С Н. Генераторы мощных наносскундных импульсов с полупроводниковыми
прерывателями тока //ПТЭ. 1999. № 4. С 5-36.
к достоинству схемы можно отнести ее относительную простоту и меньшие габариты (в
1,5-2 раза по сравнению с магнито-тиристорными генераторами [83]) Она не содержит
взаимосвязанных контуров мапштного сжатия энергии, что существенно упрощает на­
стройку и ремонт, делает ее пригодной для серийного производства.
Главный недостаток схемы состоит в том, что она содержит тиратрон (псевдоискро­
вой разрядник-тиратрон с холодным катодом), который имеет существенно бочее низкий
ресурс (500-1000 ч), чем остальные элементы схемы Однако это относительно недорогой
прибор, выпускаемый промышленностью в больших количествах, и его применение оп­
равданно в схемах питания ускорителей, которые всегда содержат другое электровакуум­
ное устройство с низким ресурсом - вакуумный диод.
1.4. Расчет схем питания Н У Э с полупроводниковыми прерывателями тока
Показано, что основными исходными данными к расчету схемы питания Н У Э по схе­
ме тиратрон-ИТ-ППТ являются требуемая величина ускоряющего напряжения и средняя
мощность Исходя из толщины конкретного изделия, его упаковки или слоя материала
(рассмотрено в главах 4 и 5), которые необходимо облучить, находится эффективная
энергия электронов Ее с учетом их проникающей способности Амплитуда же ускоряю­
щего напряжения должна быть на 10-15% выше. Средняя мощность определяется исходя
из требуемой поглощенной дозы, сменности работы и требуемой производителыюсти
1.5. Описание ускорителей для радиационных технологий ( У Р Т )
1.5.1. Частотный наносекундиый ускоритель электронов УРТ-0,2
Частотный Н У Э с ускоряющим напряжением до 200 кВ (УРТ-0,2) разработан для
проверки возможности создания системы питания ускорителя по схеме тиратрон-ИТППТ Выбранное относительно небольшое значение ускоряющего напряжения 200 кВ
позволяло минимизировать риск и создать ускоритель, пригодный для РТ в газах, на по­
верхности изделий и для тонких пленок.
Схема ускорителя УРТ-0,2 приведена на рис 1, на ней не показаны схемы запуска и пи­
тания накала тиратрона (Л1, ТГИ1-1000/25). ИТ намотан на сердечнике К125*75*25 мм'
из пермаллоя 50НП толщиной 10 мкм. Коэффициент трансформащ1и равен б, индуктив­
ность рассеяния составляет -0,7 мкГ
Вакуумный диод ускорителя работает на форвакууме при давлении около 10'' Торр В
ускорителе используется многоточечный металлодиэлектрический (МДМ) катод [58]
размером 200*20 м м ' Для вывода пучка вакуумный диод имеет выпускное окно размером
250*40 мм', закрытое алюминиевой фольгой толщиной 50 мкм
Ускоритель
работает
следующим
образом (см рис. 1). Источник высоко­
го напряжения ( И В Н ) заряжает кон­
денсатор прямой накачки Со =10,2 нФ
Блок управления (БУ) формирует им­
пульс запуска тиратрона, частота пода­
чи управляющих импульсов определя­
ет частоту работы ускорителя f. Кон­
денсатор Со разряжается
на первич­
ную обмотку трансформатора, проис­
ходит зарядка конденсатора обратной
Рис I Принципиальная схема ускорителя
серии УРТ ТТ- измерительный трансферматор полного тока, ОДН и ЕДИ-омический
и емкостной делители напряокения
накачки С, =257 пФ с одновременной
накачкой током ППТ (из диодов СДЛ1600-0.4)в прямом направлении
По
окончании зарядки сердечник трансформатора насыщается и происходит разряд С| в
контуре с П П Т При достижении значения тока, близкого к максимуму, ток в контуре
прерывается и формируется импульс напряжения, который прикладывается к вакуумному
диоду На МДМ-катоде в тройных точках происходит поверхностный разряд и из обра­
зующейся плазмы идет эмиссия электронов Электроны ускоряются приложенным на­
пряжением и через фольгу выходят в атмосферу
Ускоритель с П П Т на диодах СДЛ работает с частотой до f=125 Гц В дальнейшем для
снижения потерь сердечник И Г был выполнен из трех колец К125*75*10 мм' из пермал­
лоя 50НП толщиной 10 мкм, а ППТ из двух последовательно включенных SOS-диодов
(разработанных в лаборатории дт.н. С.Н. Рукина). После этой доработки ускоритель
обеспечивал параметры, указанные в табл. I
1.5.2 Частотный наносекундный ускоритель электронов УРТ-0,5
Целью создания ускорителя УРТ-0,5 было развитие схемы тиратрон-импульсный
трансформатор-ППТ в область больших напряжений для расширения возможных облас­
тей применения, пригодного для использования в РТ в слоях толщиной до 0,12 г/см
Принципиальная схема ускорителя не изменилась ИТ намотан на сердечнике из двух
колец К374*305*25 мм' из пермаллоя 50НП толщиной 20 мкм. Коэффициент трансфор­
мации равен 10, индуктивность рассеяния составляет около 1 мкГ Емкость конденсато­
ров контура Со =49,3 нФ, Ci =380 п Ф ППТ состоит из двух параллельных ветвей по
Вода
горячая
Импуякс
IMIjrCKS I
Г
I
четыре диода СДЛ 1600-
t
0 4, включенных последо­
вательно. Схема формиро­
IVI/1VI Катод
^
t
Тхшюдапя
1000
высоковольтного
импульса
m
f^
'^Ю^
J
Lm
^^iPf
m
вания
диод
и
вакуумный
погружены в транс­
форматорное масло и раз­
мещаются
в
металличе­
ском корпусе диаметром
Квжпгммой
сметаг'-
Рис. 2 Схема конструкции ускорителя УРТ-0,5
500 и длиной 900 мм с во­
дяной рубашкой для охла­
ждения (рис.2). Вакуумный
диод ускорителя работал при давлении около 10"^ Торр, которое создавалось диффузион­
ным вакуумным агрегатом А В П 100/100. Агрегат был заменен насосом АВР-50, который
обеспечивал давление в вакуумном диоде около 10'' Торр. Использование этого насоса
существенно упростило подготовку ускорителя к работе и одновременно исключило воз­
можность аварии вакуумного насоса при ударной разгерметизации, например при слу­
чайном разрыве выходной фольги, что весьма возможно при длительной работе.
t/2, НС
1
21
<1
61
61
101
Для вывода пучка в вакуумном диоде
сделано окно диаметром 100 мм с алю­
миниевой опорной решеткой с прозрач­
100
<
ностью 85 % На решетку в два слоя ук­
ладывалась
- и
-400
-^Р
-500
„ irr:—-i—
алюминиевая
фольга толщиной 15 мкм. По периметру
Ш -300
к
э"
выходная
решетки имеется круговой канал для во­
—
тт
- —
дяного охлаждения В режиме генерато­
ра тормозного излучения для конверсии
электронов в тормозное излучение ис­
Рис 3. Осциллограммы тока пучка
(I), напряжения на вакуумном диоде
(U) и импульса тормозного излуче­
ния (Р) при расстоянии катод-анод
d=IOOMM
пользовалась фольга из тантала толщи­
ной 100 мкм, которая устанавливалась
перед выходной фольгой
На ускорителе достигнуты парамет­
ры, указанные в табл. 1 Средняя мощность в электронном пучке достигала 1 кВт. Харак-
терные осциллограммы приведены на рис 3 Для контроля электрических измерений, бы­
ло выполнено измерение эффективной энергии электронов Е^ по дозиметрической мето­
дике (см главу 6) и получено хорошее совпадение Ее=486 кэВ с измененным напряжени­
ем на вакуумном диоде U=452 кВ в этом режиме.
Отметим, что параметры ускорителя в одном из режимов измерялись в компании
«Chiyoda Technol Corporation» (Токио, Япония), с использованием фирменных детекторов
и методики, основанной на построении кривой ослабления в материале детектора фирмы
« G E X Corporation». По данным измерений эффективная энергия спектра составляла 441
кэВ, в то время как по результатам электрических измерений ускоряющее напряжение в
этом режиме составляло 430 кВ
Установлено, что ускоритель устойчиво работает при частоте до 200 Гц, однако при
длительной работе (более 30 мин) на частоте более 150 Гц происходит перегревание
трансформаторного масла в формирующем элементе, что говорит о недостаточной эф­
фективности охлаждающей системы и требует перехода на проточную систему охлажде­
ния в этих режимах работы На ускорителе выполнена проверка управления ускоряющим
напряжением путем изменения зарядного напряжения от И В Н Результаты экспериментов
показали, что выходное напряжение изменяется пропорционально зарядному, а диапазон
управления составляет не менее 40%.
Установлено, что за счет введения схемы рекуперации потери энергии уменыпины на
10%, при этом значение индуктивности Lp=10,2 мкГн (см. рис 1.) Кроме того, примене­
ние схемы рекуперации дало дополнительный эффект увеличения стабильности работы
ускорителя, особенно в режиме одно­
кратных импульсов Этот эффект свя­
зан со стабилизацией режима перемагничивания сердечника И Г за счет тока
рекуперации
При настройке ускорителя УРТ-0,5
возникли пробои между верхними вит­
ками вторичной обмотки ИТ по поРис 4 Кривые ослабления пучка электронов
верхности диэлектрического каркаса.
при разных величинах индуктивности £,„„, мкГн
дд^ облегчения режима работы изоля­
ции ИТ в контур с ППТ был введен дополнительный соленоид Ьдоп Индуктивность соле­
ноида (Ьдоп =9,3 мкГн) оптимизирована экспериментально по критерию максимума вы-
ходного напряжения, Увеличение амплитуды импульсов ускоряющего напряжения под­
тверждено измерениями распределения поглощенной дозы электронного пучка в алюми­
нии, проводившимися с помощью дозиметрических пленок типа ЦДП-2-Ф2, которые по­
казали значительное увеличение проникающей способности электронов (рис 4)
1.5.3 Частотный наносекундный ускоритель электронов УРТ-1
Принципиальная схема ускорителя УРТ-1
200
осталось прежней Индуктивность дополни­
0
тельного соленоида (Ьдоп=6,4 мкГн) оптими­
2Х
1
Ь
0,3
Q36
04
045
ОД
(рис.5)
ИТ
намотан
на сердечнике из трех колец
щиной 20 мкм. Коэффициент трансформа­
[
0.25
экспериментально
К650*470*25 мм' из пермалоя 50НП тол­
—й4мГ
~*-Ю.21аГ
02
зирована
055
Q6
tMC
Рис 5 Напряжение на вакуумном диоде
при различных значениях индуктивности
соленоида
ции равен 10, индуктивность рассеяния со­
ставляет L,=0,8 мкГ. Емкость конденсатора
Со =84,1 нФ, конструктивно емкость выпол­
нена в виде 15 параллельных секций по два
включенных последовательно конденсатора
К15-10-40кВ-0,01мкФ Емкость С\ =650 пФ, конструктивно она состоит из четырех па­
раллельных секций по 28 включенных последовательно конденсаторов КВИ-3-12кВ6800пФ Для коммутации использовался тиратрон Л1 с холодным катодом ТП2-10к/50,
работающий в режиме с заземленным катодом.
ППТ конструктивно состоит из четырех параллельных ветвей по семь диодов СДЛК
0,4/125, включенных последовательно. Схема формирования высоковольтного импульса
и вакуумный диод погружены в трансформаторное масло и размещаются в металличе­
ском корпусе квадратного сечения (сторона 900 мм) высотой 1300 мм с водяной рубаш­
кой в верхней части для охлаждения. Для вывода пучка вакуумный диод имеет выпускное
окно диаметром 170 мм.
На ускорителе достигнуты с параметры, указанные в табл.1 Расчеты по дозиметриче­
ской методике показывают несколько большее значение энергии электронов (0,9-1 МэВ),
чем электрические измерения.
1.6. Вакуумный днод для двухстороннего облучения
1.6.1. Введение
На основе литературных данных показано, что наиболее выгодно выполнять облуче­
ние изделий с двух сторон, что позволяет снизить неоднородность облучения и увеличить
толщину облучаемого изделия. Как правило, двухстороннее облучение объектов достига­
ется либо посредством использования двух ускорителей, либо специальной системы раз­
вертки пучка Однако подобные решения требуют использования двух ускорителей, что
дорого, либо неприменимы к Н Э П из-за сложности создания системы развертки
1.6.2. Описание установки и методики экспериментов
Решение состояло в следующем' к общему катододержателю подсоединялось два до­
полнительных плеча, позволяющих разместить на концах напротив друг друга два катода,
а корпус вакуумного диода содержал два окна-анода друг напротив друга между катода­
ми для вывода пучков электронов (рис 6)
Работа вакуумного диода для двухстороннего облучения экспериментально проверена
на ускорителе УРТ-0,5. Для исследования срабатывания катодов использовалась оптиче­
ская схема (рис. 6) Сигнал с телекамеры VBC-701 вводился в персональный компьютер и
обрабатывался программой OSC-16 Суть люминесцентио-телевизионной методики сво-
Т=^
Рис 6 Схема вакуумного диода для двухстороннего облучения (слева) и опти­
ческая схема (слева, вид снизу) 1 - катододерокатель, 2 - катоды, 3- окна для
вывода пучка, 4 - корпус, левое -5 и правое -6 плечи, облучаемый объект -7 8люминофоры. 9 - непрозрачный экран, 10- телекамера
дится к тому, что если пучки электронов генерируются левым и правым катодами в тече­
ние одного импульса, то свечение от обоих люминофоров попадает в один кадр телесиг­
нала, если ускоритель работает иа частоте, существенно меньшей, чем телекамера (50 Гц)
16
Для измерения количественных различий излучения при работе левого и правого катодов
использовался дозиметрический метод
1.6.3. Результаты экспериментов и выводы
Характерные осциллограммы полного тока пучка и напряжения на вакуумном диоде
для двухстороннего диода были близки к результатам, полученным на ускорителе УРТ0,5 с одним диодом Распределение погло­
w
1,
ад
,
'^\
|аб
-*-iPM>5
ч<
•-9О90
02
с
ffl
'
Ч ^'--—*
V
!
^ ^ ^
«D
2«
32)
щенных доз показано на рис 7. Свечение
люминофоров от электронных пучков было
без пропусков и близким по интенсивности.
Результаты дозиметрии показали, что в пре­
делах погрешности измерений (15%) оба
катода работают одинаково, отпечатки пуч­
ков практически подобны Результаты экс­
периментов
показали наличие большого
запаса по вакуумной изоляции диода для
Рис. 7 Распределение поглощенной дозы
двухстороннего
облучения, поэтому выпол­
внутри объекта для ускорителя УРТ-0,5
при одностороннем (d=90 мм) и двухсто­ нена успешная экспериментальная проверка
роннем облучении (dl=d2=90MM)
возможности работы ускорителя УРТ-1 с
имеющейся конструкцией двухстороннего диода. На конструкцию вакуумного диода для
двухстороннего облучения получен патент Р Ф .
1.7. Выходное окно ускорителей
При применений ускорителей в РТ необходим вьгеод электронного пучка в атмосферу
или другую облучаемую среду. Известно, что прорыв выходной фольги по разным при­
чинам вызывает проникновение атмосферы в вакуумную камеру и неблагоприятное воз­
действие на насосы вакуумной системы Для исключения подобною нами предложено и
запатентовано решение выходного окно ускорителя, состоящего их двух фольг с давлени­
ем между ними ниже атмосферного, но выше, чем в вакуумной камере Это давление кон­
тролируется измерительно-сигнальным блоком, который выдает сигнал тревоги при из­
менении давления в зазоре между фольгами.
1.8. Выводы по главе 1
Создан ряд частотных ускорителей электронов (табл 1 ) Появилась возможность вы­
бора наносекундпого ускорителя, исходя из требований конкретной технологии Причем
данные ускорители как модули, работающие синхронно, при необходимости можно объ­
единять в более мощные системы.
Разработана и экспериментально проверена конструкция вакуумного диода для двух­
стороннего облучения, использование которого приводит к существенному улучшению
равномерности распределения поглощенной дозы в материале облучаемого объекта
2. МДМ-катоды для наносекуядных ускорителей электронов
2.1. Введение
На основе анализа литературных данных показано, что существующие металлодиэлектрические катоды ( М Д М ) имеют в основном требуемые характеристики Принцип их
действия основан на использовании эмиссии электронов из плазмы незавершенного им­
пульсного разряда по диэлектрику в вакууме. МДМ-катод (метал-диэлектрик-метал)
представляет собой пластину диэлектрика, к которой плотно прижималась металлическая
сетка или гребенка.
К моменту начала работы имелись некоторые данные по совместной работе схемы
формирования импульса с П П Т и вакуумного диода с МДМ-катодом, поэтому целесооб­
разно было продолжить эти исследования, чтобы установить характер изменения импе­
данса вакуумного диода с МДМ-катодом, а также размер и структуру формируемого пуч­
ка электронов.
2.2. Исследования элемента МДМ-катода на ускорителе УРТ-0,2
2.2.1 О т к а я и е эксперимента
Катоды больших размеров состоят из набора определенным образом расположенных
на катододержателе однотипных элементов, изменяя расположение и количество кото­
рых, можно изменять размеры электронного
[Л ^/А
4
2
Ш^2У
* ^
с
Рис 8. Конструкция катода
пучка. Для МДМ-катода единичным элементом
о
- ^
является тройная точка, которая создается раз­
личными способами. Эксперименты проводи­
лись на модельном катоде (рис 8) Исследова­
лось влияние промежутка катод-анод А и рас­
стояния В, на которое диэлектрическая пласти­
на 2 вдвигалась в промежуток катод-анод (за
срез катододержателя 1). С каждой стороны диэлектрической пластины имелась бронзо­
вая гребенка 3 с пятью зубьями, утопленная от кромки катододержателя на расстояние С.
2.2.2. Экспериментальные данные
A N D S - M I O I A - I O ИМ. В Ч >
В процессе экспериментов установле­
но, что неустойчивая работа катода начи­
нается при величине В= -3 мм (те еще
«
внутри катододержателя) Катод начина­
А1юя-«тодА-1В|в«.В-1
ет работать устойчиво при значениях В в
диапазоне от -3 до О мм при относитель­
но низком вакууме Отпечаток пучка на
Anon штод А-10 VU
Л'^
дозиметрической пленке - круг, диаметр
которого пропорционально увеличивает­
' Mtl^J^,--
ся при увеличении промежутка катод-
v'^m^f ■
анол А (рис 9) При дальнейшем выдви­
жении диэлектрической пластины в про­
А1юд-ип>я А-10 МИ, В-9
межуток катод-анод (при фиксированном
его значении) происходит уменьшение
напряжения на диоде U и импеданса дио­
да, при этом отпечаток пучка на дозимет­
рической пленке становится эллипсом
Рис 9 Отпечатки пучка на детекторе
(у отпечатка А = 10 мм, В=0, половина
детектора прикрыта алюминиевой
фольгой толщиной 50мкм)
40
1, НС
60
120
160
Tv* 1 у
V"^^^i J »
рой идет разряд На отпечатке пучка хо­
связанные с образом каналов разряда с
зубьев гребенки (рис 9), которые сглажи­
j^A
^
стины, по боковым поверхностям кото­
рошо видны локальные неоднородности,
1
-40
(см рис 9) Большая ось эллипса парал­
лельна плоскости диэлектрической пла­
ваются при увеличении расстояния анод-
-•-B^O
J
B=3
i
катод
Когда значение В становится более
-*-B=e
половины величины промежутка катод-
-^^8=9
1
Рис 10 Форма ускоряющего напряже­
ния дпя расстояния катод-анод А= 10
мм при различных значениях В
анод А, происходит срезание заднего
фронта импульса, а импеданс вакуумного
диода возрастает (рис 10) Скорость по-
лученного среза фронта импульса может быть очень большой, в экспериментах получен­
ное время фронта ограничивалось временным разрешением канала регистрации (7 не)
Укорочение импульсов возможно более чем вдвое
Выполненое изменение расположения точек контактов показало, что при фиксиро­
ванном В изменение С заметно не влияет на параметры вакуумного диода В большинстве
экспериментов С=3,5 мм
На основе полученно! о опыта создан катод, содержащий восемь контактных эле­
ментов с шагом 25 мм, что исключает их влияние друг на друга Экспериментально про­
верена возможность формирования практически любого профиля пучка электронов
2.3. Исследования свечения плазмы МДМ-катода
Приведены результаты исследования свечения плазмы МДМ-катода в экспери­
ментах на ускорителе УРТ-0,5. Показано, что существенное свечение плазмы (регистри­
руемое Ф Э У ) появляется не на фронте, а на спаде тока, в момент начала пробоя вакуум­
ного промежутка катод-анод
2.4. Выводы по главе 2
Установлено, что МДМ-катод может устойчиво работать при относительно низ­
ком вакууме ~10'^-!0 ' Торр, при уровне напряжений до 500 кВ и частоте до 250 Гц Не­
большое относительно расстояния катод-анод выдвижение диэлектрической пластины в
промежуток катол-анод приводит к более устойчивому образованию плазмы на катоде
при низком вакууме
Установлено наличие локальных неоднородностей распределения тока на аноде,
связанных с образом каналов разряда с зубьев гребенки, которые сглаживаются при уве­
личении расстояния катод-анод
Установлена возможность использования МДМ-катода для изменения длительно­
сти Н Э П , которое происходит за счет укорочения длительности заднего фронта, связан­
ного с пробоем вакуумного диода.
3. Металлокерамические катоды для вакуумных диодов
3.1. Введение
Главным недостатком МДМ-катодов является ограниченность числа точек эмиссии,
что приводит к эрозии поджигающих электродов и диэлектрика под ними, а также неод­
нородности распределения тока на выходной фольге вакуумного диода (наличие образов
разрядных каналов) особенно при малых расстояниях катод-анод
20
Нами предложен металлокерамический ( М К ) катод, представляющий собой композит,
в керамической матрице которого равномерно по объему распределены сферические ме­
таллические частицы Результаты исследований эмиссионных характеристик, конструк­
ции и анализ полученных результатов для МК-катодов представлены в данной главе
3.2 Описание конструкции МК-катодов
В первых экспериментах использовалась конструкция МК-катода (рис. 11), представ­
ляющая собой металлокерамическую пластину 2 диаметро-м 12 мм и толщиной 2 мм
(хромка пластины шлифовалась, h = 10 мм), прикле­
енную ребром к катододержателю
Для улучшения
контакта в клей добавлялся медный порошок Позднее
конструкция
МК-катода
была
усовершенствована
МК~пластина вставлялась в специальный пружинный
зажим (цангу), для улучшения контакта край пластины
оборачивался фольгой из индия
МК-пластины были изготовлены по специально
разработанной технологии в лаборатории импульсных
процессов Института электрофизики УрО Р А Н Сфе­
рические частицы (диаметром 26 мкм в первых экспе­
РисП Конструкция МКкатода (две проекции) Iкатододержатель, 2 - кера­
мическая пластина, 3 - анод
риментах, а затем
и другого размера) из стали
12X18HI0T были достаточно равномерно распределе­
ны (рис 12) в диэлектрической основе из ианопорошков AI2O3 t удельной поверхностью 80 г/м^ Все по­
рошки получены МСТО10Ч Э1ектрического взрыва провод1{иков Порошки с la-jaHi'uM массовым соотноше­
нием перемешивались в изопропиловом спирте ульт­
развуком, с одновременным выпариванием до сметанообразпого состояния После jroro смеси сушились и
перемалывались в дисковой мельнице
По 1учеиная
смесь компактирова1ась )леК1родинамичсскич спосо­
бом и спекалась и лабораюрии прикладной электро­
Рис 12 Поверхность
динамики И Э Ф УрО PAFi Использование наиопоМК- пластины
рошков диэлектрической основы позволило получить равномерное обволакивание метал­
лических частиц частицами основы, существенно снизить температуру спекания и избе-
жать плавления металлических частиц В результате были получены пластинки наноструктурной керамики с достаточно равномерно распределенными в её объеме и на поверх­
ности металлическими частицами, вокруг каждой металлической частицы на поверхности
образуется крупнозернистая структура с порами и трещинами. Плотность частиц на по­
верхности в первых экспериментах составляла -4300 см"'
3.3. Постановочные исследования МК-катодов
Для проведения экспериментов использовался ускоритель электронов УРТ-0,5 Рас­
стояние катод-анод d изменялось в диапазоне 10-90 мм, во всех случаях оптических из­
мерений d=47 мм (рис. 11) Обработка полу-
30
ченных осциллограмм позволила устано­
25.
вить, что имеется временная задержка t, ме­
жду приходом импульса напряжения и на­
|15
чалом импульса тока Установлено, что tj не
—•—10 мм
-•" 10
40 мм
S
{
0<
)
(
2ю
40
60
ао
"\
100
изменяется в интервале расстояний катод
i:нз
Х,мм
Рис 13 Интегральное распределение
тока пучка электронов на анод при
различных расстояниях d
анод, d = 30-1-90 мм, и составляет ~ 30 не
Применение МК-катода приводит к увели­
чению
скорости
нарастания тока
пучка
электронов и выходной мощности ускори­
теля. Установлено также, что при постоян­
ной скорости нарастания напряжения dU/dt ~ 5*10*^ В/с величина di/df достигает 3*10'°
А/с, а скорость нарастания мощности при этом составляет dP/dt ~ 2*10" Вт/с, тогда как с
МДМ-катодами мы не получили di/dt > 5»Ю'Л/с и dP/dt > 2,5* 10" Вт/с.
Дозиметрические измерения показали высокую равномерность распределения тока на
аноде (рис. 13).
3.4. Обсуждение результатов экспериментов с МК-катодом
Исходя из среднего расстояния между частицами ж Ю'^см, следует, что частицы элек­
тростатически независимы. Время задержки тока составляет « 310' с. В этой стадии ве­
личина тока мала и может быть обусловлена токами смещения в МК-пластине за счет
достаточно высокой скорости нарастания напряжения. Резкий рост тока подразумевает
одновременное возникновение
проводящей среды (плазмы) на поверхности МК-
пластины, которая обеспечивает высокую эмиссионную способность катода.
Так как токи смещения не могут обеспечить разрушения конденсированных сред до
плазменного состояния и невозможна термоавтоэлехтронная эмиссия с металлических
22
частиц на поверхности МК-пластины, поскольку металлические частицы электрически
изолированы в зарядовом отношении, то естественно предположить, что возникновение
плазмы обусловлено развитием газового разряда в микропорах между диэлектриком и
металлом. Плазма, образующаяся в микропорах, выходящих на поверхность М К пластияы, может обеспечивать необходимую эмиссию электронов и электрический контахт с металлическим катододержателем
Микропоры возникают в процессе приготовления
МК-пластин за счет различия в
температурных коэффициентах линейного расширения (для стали 12Х18Н1 ОТ тепловой
коэффициент линейного расширения (ТКЛР) равен 23*10''К'' при 1300К и 17,б*10''К''
при 373К, а для АЬОз - g . S l C * при 1400К и 8,1*10-* К'' при 400К)
При остывании спеченной металлокерамики между металлическими частицами и ке­
рамикой возникают микропоры, заполненные газом, который и будет рабочим телом для
образования плазмы при достижении на поверхности металлических частиц необходимой
напряженности электрического поля. Поперечные размеры микропор можно оценивать
как 10'-10' см, напряженность поля Ез ~ 6* Ю'В/см, концентрацию газа Ю " - Ю'^см'^.
3.5. Расширенные исследования свойств МК-катодов
Далее исследовалось влияние состава М К -пластины на свойства МК-катода Для это­
го изменялся размер металлических частиц D, их среднее количество на единице поверх­
Таблица 2. Исследованные типы
МК-катодов
№
Кера­
D,
п,
мика
като­
мк шт/см^
м
да
1885
1886
ЛЬОз
9
1900
1887
1888
АЬОз
9 "40000
1889
1890
АЬО,
II-1
26 4700
1891
1892
1893
1327
ПОг
9
АЬОз+
MgO
нет нет
4020
ности п, а также материал основы (табл. 2).
Для всех типов МК-катодов практически всегда
имеется временная задержка tj начала тока в диоде
относительно напряжения (рис. 14). Видно, что ха­
рактер изменения tj от расстояния катод-анод d (рас­
стояние от кромки керамической таблетки высотой h
до плоскости анода - см. рис.11) остается одним и'
тем же: в области d 5 30 мм время задержки нараста­
ет с увеличением d, в области же d > 30 мм tj прак­
тически не изменяется с изменением d для всех ти­
пов исследованных катодов, что подтверждает нали­
чие эффекта полного напряжения, обусловленного
как геометрией электродов, так и десорбцией газа,
особенно из микрополостей.
23
Для AI2O3 (е = 9,6) керамики t,
слабо увеличивается с ростом плот­
ности частиц на поверхности М К -
^Х\^
катода (№ 1885 и № 1888, табл 3) и
/
практически не зависит от размера
частиц (Х»№ 1885, П-1) При изме­
'"
30
нении же типа керамики на Ti02 (е
/
= 170) ij возросла почти в 2 раза ( №
I1-I, и № 1891) Это показывает ко­
ренное отличие
#1891
.
.
А л
#1888,,
т
W F""
"
1 /^♦x^^jjia--^^
рассматриваемого
15
процесса от разряда вдоль поверх­
ности диэлектрика в вакууме, где
♦
напряжение зажигания разряда и
задержка появления тока разряда
0
уменьшаются с ростом диэлектри­
ческой проницаемости и увеличени­
у
/
30
#1885
60 ^
90
а,пп1
ем относительной высоты диэлек­
трической пластины в вакуумном
зазоре
Правильный
выбор
момента
Рис 14 Временная задержка между
приходом импульса напряжения и
началом импульса тока для МКкатодов разного состава от d
подключения нафузкн на этапе бы­
строго роста импеданса прерывате­
ля позволяет улучшить условия его
работы
и
увеличить
выходную
мощность. Время обрыва тока ис­
пользуемого ППТ лежит в пределах
Z -150
t
ffi'
т=30 НС, увеличение t, приводит
Ч -250
вначале к росту выходной мощно­
-350
сти, а затем к ее уменьшению (см
табл
3), когда 1:,>т
гается на заднем фронте напряже-
— и
-^N•1891
-•-N«1888
-А-МОМ
В последнем
случае максимум мощности дости­
Л
\^K,Jf л
v^
1
Рис 15 Напряжение и мощность в электрон­
ном пучке для различных МК-ппастин и МДМкатода
24
ния (см рис
15) Наблюдается практически линейная зависимость кпд передачи энергии
о т ( з ( с м табл 3) Однако для М К - п л а с т и п ы К?1891, где 1,>т , повышение кпд достигается
за счет увеличения доли низкоэнергетичныч электронов, формируемых на заднем фронте
напряжения
М а к с и м у м мощности ускорителя Р „ достигается при М К - к а т о д а х типа Х»1888-1890
(см табл 2) и в 2 раза превышает значение ? « для М Д М - к а т о д а Одновременно происхо­
дит укорочение импульсов напряжения с 68 до 50 не и тока с 92 до 44 не (на полувысоте)
Так как скорости нарастания и амплитуды напряжения в обоих случаях очень близки,
можно з а к л ю ч и т ь , ч т о М К - к а т о д позволяет не только обострять, но и увеличивать в ы ­
ходную мощность ускорителя
Таблица 3 Результаты экспериментов для d=47 мм
№
катода
tj, НС
1891
40
22
18
14
14
1889
П-1
1885
МДМ
Мощность,
МВт
155
181
125
137
91
1,А
428
581
330
556
251
Энергия в Кпд передачи энер­
пучке, Дж
гии в пучок, %
6,73
30,3
5,65
25,5
5,24
23,6
22,4
4,97
4,33
19,5
В с е эти данные позволяют заключить, что плазма с низкой концентрацией появляется
практически одновременно на большой площади пластины, что и объясняет высокую
э м и т и р у ю щ у ю способность катода, а также высокий ресурс и хорошую воспроизводи­
мость характеристик П р и ч и н о й появления плазмы на большой площади, видимо, являет­
ся инициирование пробоя микропор у металлических частиц по М К - п л а с т и н е
3.6. А н а л и з х а р а к т е р и с т и к М К - к а т о д о в
Р а с ч е т ы показали (табл 4), что время задержки t, прямо пропорционально величине
средней напряженности электрического поля Rm по поверхности М К - п л а с т и н ы между
металлическими частицам в момент начала тока в диоде, что маловероятно и подтвер­
ждает нашу гипотезу [24] о том, что главные события развиваются не на тюверхности
М К - п л а с т и н ы , а в ее микропорах Т а к , если металлические частицы имеют равный диа­
метр D, т о и обратно пропорционально (см табл 3) средней напряженности поля Емп в
микропоре ш и р и н о й 5напряжение
Е м п - Ь,,, /(п''''*2*5) В качестве параметра взято безразмерное
Uo=!/(3,14*eo* е ' n ^ ' ^ D ) , возникающее при зарядке одной частицы токами
смешения (с у ч е т о м ее емкости и размера D ) П о своей с у т и , параметр Uo является обоб­
щенной характеристикой эмиссионных свойств М К - п л а с т и н ы
Использование этого па­
раметра позволяет объяснить близкие значения tj катодов с существенно разными харак-
25
теристиками. Так, для катодов № II-1 и №1890 значение Uo составляет 2,08 и 2,1, соответ­
ственно. Как видно (см. табл 4) эти катоды имеют близкие значения t,
Хо образца
1885
Ц-1
1890
1891
Таблица 4. Результаты расчетов и экспериментов для d=47 мм
ti, ns
RTOX,OM
и,„,кВ Е„,кВ/см Емп, кВ/см
Uo
14
149
4,93
2669
9.56
985
18
200
6,64
790
2.10
1106
22
246
8,14
960
2.08
1037
40
376
0,77
287
0.37
2227
Таким образом, можно прогнозировать свойства МК-катодов исходя из состава М К пластин, используя полученные данные и параметр VQ (рис. 16). Из полученного эмпири­
ческого соотношения- tj = 28,655*Uo'''""; напряжение начала тока U,o = 289.72 U D " " ^ " ' ,
можно оценить, что при увеличении диаметра частиц в МК-пластине №П-1 до D=50 мкм,
tj составит около 28нс, а Um - около 280 кВ.
Имеется возможность оценивать значение импеданса в момент максимума напряже­
ния Rpax. по зависимости от 1/Емп,
: Rmax = 818,21ехр (279,7/Емп)-
Используя эту зависимость можно оценить (рис. 16), что при увеличении диаметра
частиц в МК-пластине №П-1 до D=50 мкм величина Емп составит около 590 кВ/см, а
К„„около 1300 Ом, т е. эмиссионные свойства МК-катода снизятся.
Сказанное подтверждает, что распределение электрического поля до начала тока чис­
то емкостное, причем существены как материал керамики, так и количество и размер ме­
таллических частиц, что в свою очередь означает, что в процессе участвует большинство
частиц МК-пластины
Fuc 16 Зависимости времени задерокки t, от безразмерного напря­
жения Uo (слева) и импеданса R„w, в момент максимума напряжения
от напряженности поля Е„„вмикрополости, с1=47мм
26
3.7, Оптические исследования МК-катода
Форма разрядной плазмы на МК-пластине регистрировалась фотоаппаратом "ЗенитЕ" с открытым затвором на фотопленке РФ-3 через прозрачное (из оргстекла марки СОЛ)
окно в вакуумной камере, находящееся напротив МК-пластины Свечение плазмы изме­
рялось с помощью фотоэлектронного умножителя ( Ф Э У ) 18ЭЛУфс, включенного по пас­
портной схеме с двумя источниками питания через это же окошко Движение плазмы по
МК-пластине регистрировалась электронно-оптическим преобразователем (ЭОП) СФ-Зм
"Агат", при этом щель Э О П (0,5 мм) юстировалась вдоль одной из поверхностей М К пластины.
Обработка полученных осциллограмм тока пучка электронов I, напряжения U и сиг­
нала L с Ф Э У позволила установить, что свечение плазмы регистрируется на спаде тока в
момент пробоя вакуумного промежутка катод-анод Обработка полученных ЭОПограмм
также показала, что свечение плазмы на поверхности МК-пластины появляется на заднем
фронте тока На интегральных фотографиях МК-катода всегда регистрируется след
разряда по МК-пластине, причем форма разряда зависит от диэлектрической основы
Отсутствие свечения поверхности МК-пластины до максимума тока, несмотря на значи­
тельную величину амплитуды и скорости нарастания тока, позволяет заключить, что так
как плотность частиц, выступающих на поверхность керамики, достаточно высока, то
плотность плазмы может быть относительно низкой для обеспечения необходимой эмис­
сии электронов.
3.8. Исследование влияния площади МК-пластины на свойства вакуумного диода
Важно иметь возможность согласовывать эмиссионную способность катода и мощ­
ность ускорителя. Поэтому следующим шагом стало исследование влияния площади М К пластины на свойства вакуумного диода на пластине №1890, при этом предварительно
бы;ш выполнены измерения на целой пластине, Затем ее площадь уменьшена вдвое за
счет обрезания краев, при этом из диска неправильной формы с меньшим диаметром 12.5
мм (большим - до 14 мм), зажатого краем в зажиме на глубину 2 мм, получилась практи­
чески прямоугольная пластина шириной 6 мм. Полученная МК-пластина зажималась в
цанговом зажиме катододержателя за короткую и длинную стороны, при этом пластина
выступала в промежуток катод-анод на высоту 10 и 4 мм соответственно (табл 5).
В том случае, когда обрезанная МК-пластина крепилась за длинную сторону, сущест­
венно возросло время задержки, уменьшилась ее полная эмиссионная способность, что
27
подтверждает влияние на начало эмиссии и удельную эмиссионную способность j , (см
табл 5) напряженности электрического поля вдоль всей пластины, а не только в тройной
точке контакта (метал-диэлектрик-вакуум) на катододсржателе
Таблица 5 Результаты экспериментов с МК-пластиной Х»1890
различной площади для d=47 мм
Рабочая пло­
Мощность,
кпд передачи энер­
■"-2
Геометрия
tj, НС
1.А
щадь, см^
МВт
гии в пучок, %
А/см^
МК-пластина
1,22
22
166
498 408
25,5
Обрезанная М К 0,71
22
132
пластина закреплена
366 515
22,3
за короткую сторону
Обрезанная М К пластина закреплена
0,52
197 379
46
55,6
12,2
за длинную сторону
3.9. Исследования МК-кятода с различными геператорами
ускоряющих импульсов
Для понимания областей применения МК-катода было важ)ю сравнить его характери­
стики, при работе от различных систем питания, т е при различных формах ускоряющего
напряжения Особенность схем питания ускорителей с промежуточным индуктивном
накопителем и Г1ПТ состоит в том, что формируемый импульс высокого напряжения име­
ет короткий предымпульс с низкой амплитудой, тогда как схемы с емкостным накопитеGeneral view
20ns frame
MCP-750V
-25ns
General view
20ns frame
MCP-800V -2545
25ns
25ns
125ns
275ns
125ns
275ns
320ns
380ns
Рис 17 Результаты съемок полупроводниковой кадровой камерой «4Quik-05A »
(в двух взаимно перпендикулярных плоскостях)
28
леи формируют продолжительный предымпульс с достаточно большой амплитудой Ис­
следования МК-катода проводились на ускорителях УРТ-0,5 и T1S-300 (ускоряющее на­
пряжение V < 270 кВ, длительность импульса на полувысоте !„ ~ 250 не, длительность
фронта напряжения Тфо i о9 = 15 не, частота срабатывания f < 10 Гц) с системой питания,
созданной по схеме генератора Маркса Конструкция катодного узла едина для обоих
экспериментов, во всех экспериментах использовался один и тот же МК-катол (№ 1893)
Распределение плазмы на МК-тастине в двух проекциях регистрировалась полупро­
водниковой кадровой камерой «4Quik-05A)) с временным разрешением 0,2 не
Установлено, что МК-катод может успешно работать с обоими типами ускорителей,
обеспечивая среднюю скорость нарастания тока 0,5 и 1 • 10'" А/с на ускорителях TIS-300 и
УРТ-0,5 соответственно
Результаты съемок полупроводниковой кадровой камерой «4Quik-05A» (в двух взаим­
но перпендикулярных плоскостях, рис 17) показывают, что начало свечения плазмы сов­
падает на ускорителе TIS-300 с предымпульсом напряжения (при U=10-20 кВ, средняя
напряженность электрического поля на зазоре Е < 5 кВ/см, при скорости роста напряжен­
ности электрического поля dE/dt ~ 1 5х10'^ В/(см*с)), тогда как для ускорителя УРТ-0,5
имее1Ся временное запаздывание, совпадающее с временем запаздывания тока пучка t.
Установлено, что плазма появляется в местах контакта с катододержателем (тройных
точках) Затем разрядная плазма узкой полосой быстро распространяется вдоль МКпластины, достигает ее края и далее уходит в вакуумный зазор При увеличении напряже­
ния на микроканальной пластине кадровой камеры «4Quik-05A» ( т е увеличении чувст­
вительности) свечение небольшой яркости наблюдается во многих точках пластины Эго
позволяет говорить, что эмиссия идет из плазмы, которая формируется за счет пробойных
процессов (в микропорах)
ЗЛО. Экраиированный МК-катод
Для увеличения импеданса пур-
Л
-Ч
I
?v
\
-Ч
^
\
в
/>—/ У ' /
У/ /
'
У—7Т
Ул
"
V / / у' / /
\
si
•
i
Г
тем
уменьшения
пучка электронов в
применена
расходимости
МК-катоде
экранировка
пластины (рис
18)
МК-
Исследовано
влияние геометрии такого катода
Рж 18 Конструкция МК-катода с экраном /"^ характеристики вакуумно, о диоэкранирующий электрод (экран) 2- МК-пластино.
3-анод
29
да При этом использовались экраны с внешними диаметрами Dl=30 и 40 мм и внутрен­
ними D2=20 и 30 мм соответственно
Форма отпечатка пучка на детекторе для МК-катода с экраном имеет вид эллипса с
соотношением осей 5 4, большая полуось которого совпадает с плоскостью М К пластины Пучок практически однородный в центре, однако, на фанице пучка плотность
тока в несколько рал превышает среднее значение Отметим, что имеющаяся неоднород­
ность пучка МК-катода с экраном не сказывается на стойкости выходной фольги
Установлено, что размер пучка растет с увеличением размеров экрана (при постоян­
ном В) либо при выдвижении пластины в промежуток (при фиксированных размерах эк­
рана) Очень важно для некоторых приложений, что при фиксированных размерах экрана
и постоянном В размер пучка практически не зависит от расстояния катод-анод d, в то
время как для МК-катода без экрана размер пучка меняется более чем в 2 раза
Исследованием вакуумного диода ускорителя УРТ-0,5 с различными типами катодов
установлено, что применение МК-катода с экраном позволяет существенно повысить им­
педанс вакуумного диода, управлять мощностью и размерами пучка электронов
3.11. Выводы по главе 3
Полученные результаты показывают, что предложенный МК-катод может работать с
системами питания различных типов и обладает рядом интересных для эксплуатации
технологических ускорителей характеристик Прежде всего имеет повышенную эмисси­
онную способность, что позволяет существенно увеличить ток пучка (в два раза), ско­
рость нарастания тока (до 5 раз) и мощность (в 1,5 раза) Это позволяет уменьшить низко­
энергетическую составляющую спектра пучка без применения специальных устройств и,
следовательно, улучшить условия работы фольги для вывода пучка
Имеется возможность управлять эмиссионными свойствами МК-катода посредством
изменения состава МК-пластины (размера металлических частиц, их плотности на
поверхности и диэлектрической постоянной материала керамики)
МК-катод может обеспечивать однородное распределение тока пучка электронов на
выходе вакуумного диода, когда длительность импульса меньше времени перемыкания
плазменного промежутка.
Длительная эксплуатация, более 10* импульсов, гюказала, что такой катод не изменяет
своих характеристик, и они прекрасно воспроизводятся от импульса к импульсу и от об­
разца к образцу одного и того же типа
30
Описанный комплекс свойств МК-катода, практически полностью лишенный недос­
татков МДМ-катодов, позволяет говорить о возможности широкого использования дан­
ного типа катодов в вакуумных диодах Н У Э различного типа.
4. Радиационные технологии на основе ускорителей типа У Р Т
4.1. Введение
В данной главе главное внимание уделялось разработке основ РТ с использованием
наносекундных ускорителей электронов (НУЭ), при этом был выполнен широкий охват
возможных областей применения Н У Э , а также выработаны требования к параметрам
Н У Э для исследованных РТ. Актуальна задача, найти такие технологии, в которых недос­
татки пучка будет несущественны, а достоинства применения (как и самой РТ) будут на­
столько существенны, что удастся преодолеть барьер внедрения новой техники в жизнь.
4.2. Исследование возможности применения Н Э П для очистки воды
Механизм действия радиации на разложение примесей основан на результатах радиолиза воды В литературе по поверхностной стерилизации Н Э П указывается на высокую
эффективность использования таких пучков Поэтому было решено проверить влияние
Н Э П на микроорганизмы в воде.
В экспериментах использовались герметичные кюветы из нержавеющей стали глуби­
ной 1,5 мм с начальной концентрацией микроорганизмов
Coli-fomes, Salmonella
enleritidies, Staphylococcuc aureus от lO' до lO' 1/мл (одновременно каждого типа) в фи­
зиологическом растворе. Санитарный микробиологический анализ выполнялся методом
посева на диагностические питательные среды Облучение кювет с микроорганизмами
проводилось при комнатной температуре на частотном импульсном ускорителе "Руслан"
(энергия электронов 700 кэВ, ток пучка электронов до 5000 А, длительность импульса на
полувысоге 26 не, частота повторения импульсов 1-10 Гц, площадь пучка 60* 10 см ).
Результаты экспериментов по облучению примерно равной дозой микроорганизмов с
различной начальной концентрацией показали, что количество выживших микроорга­
низмов определяется величиной поглощенной дозы и не зависит от начальной концен­
трации. Это не согласуется с данными, которые получены для гамма-излучения и посто­
янных электронных пучков и показывают, что увеличение концентрации микроорганиз­
мов повышает их радиоустойчивость.
Установлено сильное влияние перемешивания раствора в процессе облучения на ги­
бель микроорганизмов, которое нельзя объяснить только выравниванием дозы по объему
кюветы. В литературе указывается на трехкратное снижение летальных доз для различ-
31
ных видов микроорганизмов при использовании Н Э П для поверхностной стерилизации
В нашем случае при объемной стерилизации можно ожидать еще более сильного сниже­
ния летальньга доз, если предположить, что за эффект отвечают вторичные факторы, воз­
никающие при торможении Н Э П и способные проникать на большую глубину, чем элек­
троны (рентгеновское, С В Ч - и ультрафиолетовое излучения, ударная волна и др.) Кроме
того, возможным механизмом может бьггь сосредоточение воздействия на микроорганиз­
мы продуктов радиолиза (радикалов и т п ) в очень короткий промежуток времени, соз­
дающих эффект отравления.
К достоинствам использования Н Э П для очистки воды относятся' компактность, бы­
строта обработки, отсутствие расходных компонентов и универсальность Это особенно
важно в зонах чрезвычайных ситуаций.
На основе параметров ускорителя УРТ-0,5 выполнен расчет установки для очистки
воды в двух вариантах (для поглощенных доз 12 и 2 кГр) - стерилизации воды и доведе­
ния ее до соответствия ГОСТу соответственно. Суммарная масса установки с биологиче­
ской защитой не превысит 1,5 т, что позволяет создать мобильный вариант для обеспече­
ния водой в районах чрезвычайных ситуаций. Главное достоинство - отсутствие рас­
ходных компонентов, гибкость и комплексность очистки.
4.3. Исследование возможности применения Н Э П для стерилизации продуктов
Продукты питания должны быть безопасны для потребителя Радиационная стерили­
зация позволяет избежать или значительно уменьшить изменения химического состава и
состояния продуктов Небольшая глубина пробега Н Э П допускает их использование для
обработки жидких и сыпучих материалов, которые можно тонким слоем пропускать под
пучком При этом требуемая производительность будет достигаться за счет большой ско­
рости перемещения продукта под пучком.
Исходя из этих соображений исследование возможности применения Н Э П для пасте­
ризации и стерилизации жидких продуктов проверялась на меланже. Работа выполнялась
по хоздоговору с ЗАО «Чебаркульская птица», г. Чебаркуль Челябинской области.
При разработке основ технологии радиационной стерилизации меланжа имеется не­
сколько проблем Одна из irax неоднородность поглощенной дозы по глубине, что связа­
но с небольшой проникающей способностью ускоренных электронов Другая Проблема
состоит в изменении потребительских свойств меланжа при облучении за счет радиолиза,
прежде всего при взаимодействии с атмосферным кислородом
32
Решение проблем достигается тем, что меланж обрабатывается Н Э П в бескислородной
атмосфере в специальной камере облучения так, что поток меланжа в камере направляет­
ся перпендикулярно прогибам выходной фольги, создающимся при вакуумировании ме­
жду ребер жесткости выходного фланца Это позволяет использовать прогибы в качестве
рассекателей потока для эффективного перемешивания меланжа при его прокачке и со­
кращает неравномерность облучения по глубине.
В процессе экспериментов (на ускорителе УРТ-0,5) установлено, что стерильность
проб меланжа наблюдается при поглощенной дозе на поверхности пробы 30 кГр, погло­
щенная доза на задней стороне камеры облучения составляла не более 5 кГр
Проверка свойств меланжа после облучения на соответствие Сан ПиН 2 3 2 560-96
выполнялась в лабораториях Свердловского областного центра С Э Н по стандартным ме­
тодикам В процессе экспериментов не установлено изменения физико-химических и по­
требительских свойств меланжа при поглощенной дозе до 50 кГр.
4.4. Исследование возможности применения Н Э П для стерилизации
медицинских изделий
В качестве упаковочных материалов широко распространены нетермостабильные и
химически неустойчивые материалы, водостойкая бумага, алюминиевая фольга, поли­
мерные пленки, которые не могут быть подвергнуты традиционным методам стерилиза­
ции Ыеприменимы эти методы и в конвейерной технологии.
Доза радиационной стерилизации (независимо от вида излучения) не превышает 25
кГр Недостатком радиационной стерилизации (PC) является ее повышенная опасность н
как следствие необходимость дорогостоящей защиты для персонала. Это ограничивает
область применения PC. Между тем во многих случаях для стерилизации не требуется
высокой проникающей способности радиации, а достаточно лишь поверхностной обра­
ботки В этвм случае более важно обеспечить высокую скорость облучения, упростить
технологическую оснастку и снизить затраты на защиту.
Создание Н У Э с ОПТ позволяет перейти от экспериментов по исследованию воздей­
ствия Н Э П на микроорганизмы к разработке основ технологии PC для конкретных меди­
цинских изделий Ниже описывается методика разработки технологии радиационной сте­
рилизации на примере работы, выполненной для образцов изделий ЗАО «Медин» и 0 0 0
« Н В Ф Интехнол», г Екатеринбург
Первый шаг методики разработки технологии радиационной стерилизации состоит в
изучении обрабатываемых изделий, особенностей их конструкции и упаковки
' О С ИАЦИАНАЛЬН^
33
ВМММТСКА
%^iewtw^fmf
о» Ш
W
Второй шаг методики разработки технологии радиационной стерилизации состоит в
выработке требований к параметрам Н У Э , прежде всего к энергии электронов
Важно оценить минимальную энергию Нмин) требуемую для прострела как самого из­
делия, так и его упаковки, если изделие монолитно и нуждается только в поверхностной
стерилизации. Создана методика оценки Е„ин, исходя из закона распределение поглощен­
ной дозы в изделии, указаны ограничения на неравномерность облучения, связанные с
энергией электронов, с наличием предельной поглощенной дозы Дмах> после которой об­
лучаемый материал теряет или изменяет свои потребительские свойства
Показано, что при расчете производительности линии PC важно получить соответст­
вие между электрическими и дозовыми характеристиками.
Для проверки результатов, полученных по первым двум шагам методики разработки
технологии радиационной стерилизации, на третьем этапе используются натурные испы­
тания, состоящие в облучением изделий с дозиметрическим контролем
Дана проверен­
ная методика испытаний. Получен реальный опыт использования технология радиацион­
ной стерилизации, отработана система позиционирования изделий под пучком На основе
полученный данных разработан и утвержден технологический регламент процесса радиа­
ционной стерилизации.
4.5. Исследование возможности применения Н Э П для стерилизации писем
События 2002г. в С Ш А (рассылка «белого порошка») показали, что имеется тен­
денция использования инфекции (патогенных микробов и вирусов) в террористических
актах. Применялась тактика заражения почтовых конвертов, но нельзя исключать разви­
тия тактических приемов, При этом очевидна направленность использования широко
распространенных гражданских каналов связи и транспорта для распространения инфек­
ции, в целях усиления психологическою воздействия.
Единственный путь решения проблемы профилактической дезинфекции - радиа­
ционная стерилизация. При этом И У Э наиболее хорошо подходят для решения данной
задачи, так как позволяют реализовать стерилизацию на конвейере, при этом они относи­
тельно дешевы, требуют недорогой биологической защиты и могут быть установлены в
существующих помещениях. Так, для стерилизации конвертов (стандартной массой до 20
г) более чем достаточно энергии электронов 0,5 М з В , а для стерилизации денег (по одно­
му листу) - даже 0,2 МэВ.
34
Эксперименты выполнялись совместно с Центром военно-технических проблем био­
логической зашиты М О РФ, от которого в них принимали участия начальник отдела к т н
В П Лакомов и в н с д м н профессор В В Канищев.
Испытанию подвергались стандартные почтовые конверты, в которые были вложены
пакеты, содержащие споры одного из видов взятых для исследования сухого или жидкого
агентного имитатора биологических средств (т е содержащего споры авирутентных тестмикроорганизмов, а также повышающие устойчивость их к повреждающим факторам
компоненты) или споры агаровой культуры авирулентного сибиреязвенного вакцинного
штамма СТИ-1.
Данные экспериментов свидетельствуют о том, что Н Э П обладает очень высоким спороцидным действием и начиная с дозы, создаваемой при 50 и более импульсов, обеспечи­
вал инактивацию спор использованных тест-микроорганизмов, которыми контаминированы вкладываемые в конверт пакеты
Достаточно простые оценки показывают, что при энергии электронов 0,5 МэВ и мощ­
ности ускорителя УРТ-0,5 в пучке 1,5 кВт производительность линии достигнет значе­
ний, достаточных для обеспечения потребности среднего города При этом в расчете
стоимость ускорителя составляла $45,000, а все эксплуатационные расходы принимались
исходя из реалий России на 2003 г.
4.6. Исследование радиационной устойчивости внутренней памяти программируе­
мых цифровых микросхем
В настоящее время для проектирования электронных устройств широко используются
программируемые цифровые микросхемы (ПЦМ), в частности микроконтроллеры Одна­
ко при этом для ряда применений возникает вопрос радиационной устойчивости внут­
ренней памяти П Ц М , а также возможности повторного использования ПЦМ Однако на­
ми найдено, что стирание информации возможно, когда у ПЦМ произведено замыкание
всех контактов микросхемы между собой Информация, записанная во внутреннюю па­
мять П Ц М , стирается при поглощенной дозе, которая существенно меньше уровня, при
котором сама П Ц М выходит из строя Полученный эффект запатентован как способ сти­
рания информации, записанной во внутреннюю память ПЦМ, в целях их повторного ис­
пользования
4.7. Выводы по 1лаве 4
Таким образом, для Н У Э найдено несколько возможных сфер, где их применение тех­
нологически и экономически оправдано
5. Радяацновно-хнмическая стерилизация
S.l. Генерация озона яаносекуядным электронным пучком
В данной главе описано исследование эффективности генерации озона под действием
наносекундного электронного пучка для оценки перспективности и конкурентоспособно­
сти метода Показано, что затраты на генерацию по энергии Н Э П с учетом потерь в фоль­
ге выходного окна составляли от 12,1 до 18,3 кВт*ч/кг для различных частот работы ус­
корителя, что примерно на порядок меньше чем для ускорителей постоянного тока. Пре­
имущество импульсных ускорителей заключается в том, что большая пауза между им­
пульсами (по сравнению с длительностью импульса) позволяет убирать создаваемый озон
из реакционной зоны, избегая его радиационного разрушения.
Достоинством предлагаемой технологии генерации озона является отсутствие необхо­
димости предварительной осушки, очистки и стабилизации температуры подаваемого под
пучок воздуха Существенно, что изменением частоты работы ускорителя можно плавно
регулировать производительность генератора озона. К недостаткам можно отнести отно­
сительно небольшую концентрацию озона в озоновоздушной смеси и радиационную
опасность
Определен круг задач, где целесообразно использовать озонаторы на основе Н У Э .
5.2. Использование Н Э П для радиационно-химической стерилизации
Серьезным недостатком Н Э П , ограничивающим их применение для радиационной
стерилизации, является их относительно небольшая энергия (до 1 МэВ). Поэтому важно
найти способ использования Н Э П для стерилизации изделий с толщиной более длины
пробега электронов при одностороннем облучении. Для достижения указанной цели нами
предложено использовать для стерилизации герметично упакованных изделий, как излу­
чение самого электронного пучка, так и возникающее внутри пакета при облучении сте­
рилизующее токсичное химическое вещество Наиболее простым и дешевым путем явля­
ется использование озона, который образуется при облучении кислорода воздуха.
В экспериментах использовались кюветы из нержавеющей стали с ванной диаметром
50 мм и глубиной 2,5 мм. В ванне размещались по две пластины (также из нержавеющей
стали размерами 20* 10 мм' и толщиной 1 мм) с загнутыми краями (высотой 1 мм). Кюве­
ты герметизировали фторопластовой пленкой толщиной 10 мкм Толщина пластин на­
много больше длины пробега электронов Н Э П Наличие у пластин загнутых краев позво­
ляет озоновоздушной смеси свободно омывать нижнюю (необлучасмую) поверхность
36
Пластины заражали микроорганизмами опуская в свежеприготовленную культуру
Staphyloccus aureus (наиболее показательных для загрязнения медицинского инструмента)
концентрацией 10 1/мл Это позволяло получать на пластинах поверхностную загрязнен­
ность с концентрацией микроорганизмов от 5*10^ до 4*10' 1/мл Облучение кювет с мик­
роорганизмами проводилось при комнатной температуре на ускорителе УРТ-0,2
В экспериментах установлено, что герметично упакованные предварительно загряз­
ненные Staphyloccus aureus пластины, как и сама кювета, становятся стерильными при
облучении Н Э П дозой 20 кГр. Это позволяет говорить как о существовании самого спо­
соба радиационно-химической стерилизации (РХС), так и о том, что для реализации РХС
требуются поглощенные дозы, а следовательно, энергозатраты не большие (как макси­
мум), чем для радиационной стерилизации при одностороннем облучении НЭП.
Концентрация озона, генерируемого Н Э П в замкнутом объеме кюветы, в нашем слу­
чае рассчитана по стандартной методике и составляла Сом»а=74,7 MI/M^. Одновременно с
генерацией происходит радиационное разложение озона с постоянной Ki=2025 1/ч (или
Ki=l,7 1/с), поэтому время облучения f = Exp(Ki) = 5,5 сек приведет к насыщению кон­
центрации озона Время суидествования озона после прекращения облучения определяет­
ся константой его химической нестойкости (К2=1,2 1/ч) и превышает несколько часов с
концентрацией, смертельной для микроорганизмов (в воде Сем -100 мг/м', при времени
контакта 15 сек)
Ранее обнаружено^ снижение летальных доз для различных видов микроорганизмов
при использовании Н Э П в целях поверхностной стерилизации и возможность стерилиза­
ции даже затененных от прямого попадания Н Э П участков Для объяснения этого была
высказана гипотеза о синергетическом эффекте воздействия радиации, озона и окислов
азота, образующихся в воздухе.
В нашем случае нельзя отвергать ответственность этого синергетического эффекта на
сторонах пластин, обращенных к пучку или на боковых поверхностях Однако на задних
сторонах пластин и дне кюветы поглощенная доза от тормозного излучения Н Э П на­
столько мала (менее 100 сГр), что говорить о ее влиянии сложно Именно это позволяет
сделать вывод о том, что стерилизацию осуществляет озон, образующийся при воздейст^Васильев Н.В., Горн А.К., Качушкина Г.Г. и др. Использование сильноточных наносекундных электронных пучков для целей поверхностной стерилизации ДАН СССР. 1980
Т253 № 5 С 1120-1122
37
ВИИ н э п , и делает правомерным введение понятия о Р Х С как о самостоятельном спосо­
бе, на который получен патент Р Ф .
5.3. Применение радиационпо-химической стерилизации
Применение Р Х С позволяет либо уменьшить поглощенную дозу, требуемую для сте­
рилизации, либо отказаться от двухстороннего облучения В обоих случаях это ведет к
экономии электроэнергии и увеличению производительности
Однако, иногда поглощенные дозы стерилизации и дозы, при которых изменяются
свойства стерилизуемого материала, близки, особенно для полимерных материалов Это
может стать непреодолимой преградой для использования радиационной стерилизации.
Применение Р Х С позволяет снять это ограничение, так как не требует объемного облуче­
ния материала Другим примером эффективного применения Р Х С служат технологии,
разработанные для стерилизации снаружи первичной упаковки лекарств и препаратов при
использовании двойной упаковки
Описаны некоторые примеры применения Р Х С с использованием Н У Э
Использование технологии Р Х С позволило стерилизовать хирургическую атравматическую И1лу с нитью из биодеградируемого полигликолида (производства ООО "МединН") Облучение на других источниках (кобальте -60 или излучением кассет с отработан­
ным ядерным топливом) приводило к непоправимому изменению гибкости биодегради­
руемого полигликолида, хотя поглощенная доза на поверхности пакета с иглой и нитью
бьиа примерно одинаковой (25 кГр). Положительный эффект оказался возможен, потому
что энергия электронов позволяла выполнять только поверхностное облучение, избегая
радиационной деструкции полимера в объеме и сохраняя прочностные свойства нити.
В городском центре крови «САНГВИС» выпускается широкий спектр препаратов кро­
ви, большая часть которых разливается в стеклопосуду: ампулы емкостью 5 мл и бутылки
емкостью 250 мл с резиновыми пробками. Полное просвечивание стеклянной стенки
толщиной до 5 мм требует использования электронов с энергией более 1 МэВ, Это непри­
емлемо, потому что стоимость подобного источника излучения и организации радиаци­
онной защиты персонала от него настолько высока, что приведет к потере коммерческой
целесообразности облучения
Установлено, что на основе частотного наносекундного ускорителя электронов УРТ0,2 возможно создание технологической схемы для Р Х С стеклопосуды Выполненные
анализы и опыты на животных показали эффективность и безопасность способа Энерго-
38
затраты уменьшаются более чем в 5 раз, а себестоимость - не менее чем вдвое по сравне­
нию с термическим способом стерилизации Кроме того, этот способ позволяет осущест­
влять стерилизацию стеклотары в герметичной упаковке, что упрощает организацию ис­
пользования стеклопосуды.
Показана возможность пастеризации стеклянной тары для пива на конвейере, прямо
перед разливом продукции, что исключает, во-первых, вторичное загрязнение тары, а вовторых, помещение ее в герметичный пакет Однако геометрию "герметично упакован­
ных изделий", суть которой сводится к увеличению времени контакта с озоном, можно
реализовать иначе, посредством помещения конвейера с тарой в газоплотный кожух.
Подобная схема опробована на АООТ "Исетский пивобезалкогольный завод" (г Ека­
теринбург) Анализы, выполненные в лаборатории показали, что общее микробное число
после облучения снижалось на порядок, с 90 до 8 колоний/мл, что соответсвует требова­
ниям ГОСТ. При этом размеры ускорителей (требуемая площадь для размещения около 1
м') и требования к их радиационной защите позволяют устанавливать их прямо в сущест­
вующие технологические цепочки
Показана возможность и разработана технологическая схема стерилизации костной
муки в процессе ее производства Полное просвечивание слоя костной муки толщиной
около 5 мм (с насыпной плотностью около 1,2 г/см') требует использования электронов с
энергией более 1 М э В Это неприемлемо, потому что стоимость подобного источника
излучения и организации радиационной защиты персонала от него настолько высока, что
приведет к потере коммерческой целесообразности облучения Поэтому была исследова­
на возможность использования технологии Р Х С для муки на АООТ «Комбинат мясной
«Екатеринбургский»
Несмотря на то что эта технология наиболее целесообразна для поверхностной стери­
лизации, ее применение оправдано еще и тем, что наиболее вероятно загрязнение микро­
организмами пористой поверхности костной муки, куда проникновение электронов и
озона возможно. Анализы показали эффективность и коммерческую оправданность спо­
соба.
Разработанная технология может быть применена для других сыпучих продуктов, на­
пример яичного порошка, а также непищевых, например косметического талька.
Рассмотрен процесс разработки технологии Р Х С комплектов медицинского белья
(производства ЗАР «Здравмедтех», г Екатеринбург) на ускорителе УРТ-1 с вакуумным
диодом для двухстороннего облучения На основе полученых данных, предложен проект
39
создания участка радиационной стерилизации на фабрике в г Каменске-Уральском, кото­
рый получил финансирование от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в
научно-технической сфере (фонд Бортника, г Москва) и в настоящее время реализуется.
5.4. Выводы по главе 5
Таким образом установлено, что энергозатраты на генерацию озона Н Э П существенно
ниже по сравнению с постоянными пучками и метод конкурентоспособен с используе­
мым электроразрядным.
Обнаружено явление радиационно-химической стерилизации, которое состоит в ис­
пользовании для поверхностной стерилизации герметично упакованных изделий, как из­
лучения самого электронного пучка, так и озона, возникающего внутри пакета при облу­
чении кислорода воздуха. Применение Р Х С позволяет уменьшить энергию электронов,
снижает затраты энергии, расходы на радиационную защиту и расширяет область приме­
нения радиационной стерилизации.
Выполненные эксперименты позволили найти несколько возможных сфер, где приме­
нение Р Х С технологически и экономически оправдано.
6. Измерение параметров, мониторинг и дозиметрия Н Э П
6.1. Общие положения
Главной целью данной работы была проверка возможностей существующих ра­
диационных диагностик я создание новых, если имеющиеся не позволяют измерить тре­
буемые параметры Н Э П При этом основное внимание уделялось методикам по техноло­
гическому контролю параметров Н У Э без прекращения вынолнения основной задачи ус­
корителя. Поэтому еще одна задача состояла в поиске простого и дешевого в реализации
способа измерения параметров Н Э П для частотных ускорителей электронов с энергией
0,2-1 МэВ, позволяющей проверить показания электрических датчиков
6.2. Рентгеновская диагностика наносекундиого электронного пучка
Рассмотрены достоинства и недостатки существующих рентгеновских диагностик
параметров Н Э П Предложено измерять ускоряющее напряжение способом фильтров в
геометрии узкого пучка.
Показано, что способ имеет погрешность не более 20% и может использоваться
для проверки электрических датчиков.
К достоинствам разработанного метода измерения энерг ни электронов в геометрии
узкого пучка можно отнести полную независимость, высокую помехозащищенность и то.
40
что энергия электронов получается в абсолютных единицах, а к недостаткам некоторую
сложность реализации.
Преимуществом рентгеновских диагностик является то, что они позволяют неза­
висимо контролировать появление тока пучка НЭП, что важно при исследовании эмиссии
электронов
6.3. Измерение энергии электронов методом фильтров
За основу было принято измерение эффективной энергии электронов Ej способом
фильтров (рис 17) В качестве детекторов применяли тонкие полимерные пленки, так как
плотность тока на аноде частотных ускорителей обычно невелика (0,1-10 А/см^), что по­
зволяет избежать разрушения детектора Н Э П
Элооромш пучок
>4/
\ /
7
^ ограничить влияние на оптическую плот-
А1 фольга ч | /
/
плсночшй детастор
X
ность пленок объемного заряда, создаваемого
у
Н Э П в диэлектрике, погрешностью измере-
'"" ' ' I T
временно
измерятьдозиметрами
не только энергию,
но и
НИИ. Пленочными
можно одно-
Рис 17 Геометрия облучения при ме-
Распределение Н Э П по поверхности (отпеча-
mode фильтров
ток пучка).
При использовании в качестве фильтра алюминиевой фольги ослабление быстрых
электронов в материале мишени толщиной х (г/см^) можно описать выражением:
Nx / No = ехр (-а*х), где No, N , - потоки электронов до мишени и на глубине х (г/см^),
а = 15,5 Ее '''^' , при допущении, что Ее - граничная энергия р-спектра (МэВ) Допущение,
что вместо моноэнергетичных электронов берется р-спектр, вполне обоснованно, так как,
во-первых, из-за формы ускоряющего напряжения, близкой к "колокольчику", спектр
электронов будет содержать существенную низкоэнергетическую компоненту, а вовторых, он еще более размоется при прохождении фольги Тогда эффективную энергию
электронов можно найти из соотношения Ее = ехр { In [ (In (Do/Di)/ х) /15,5] / -1,41}, где
Do, D| - поглощенные дозы до мишени и после нее.
Плотность тока электронов (j, А/см^) за фольгой можно найти из измеренной погло­
щенной дозы Do (Мрад) с учетом найденной Е^ по формуле, полученной из соотношения
для расчета дозы от электронов: j = 10"" * Do /1„„„ * (-dE/dx)„0H , где t„„„ - длительность
импульса
на
полувысоте;
(-dE/dx)„oH
(МэВ*см^(г*частицу)).
41
-
линейные
ионизационные
потери
Главная особенность способа - одновременное определение не только эффективной
энергии электронов, но и плотности тока и тока пучка как на выходе ускорителя, так и
внутри вакуумного диода. К достоинствам способа можно отнести простоту реализации,
надежность и возможность использования для проверки электрических датчиков уско­
ряющего напряжения и тока пучка.
6.4. Применение твердотельных детекторов для мониторинга Н Э П
Проверена возможность использования для дозиметрии тормозного излучения Н У Э
термолюминесцентных детекторов четырех типов, входящих в комплект дозиметра
«Аист-5)), а для измерения формы импульса тормозного излучения использовались сцинтилляционный блок детектирования и полупроводниковый детектор Показаны границы
использования детекторов.
6.5. Выводы по главе 6
Показала эффективность и достоверность предлагаемых способов определения эиер1ИИ и плотности тока электронов Н Э П , а также возможность их применения для проверки
электрических датчиков.
Заключение
Таким образом, разработан и реализован в действующих установках ряд частотных
наносекундных ускорителей электронов типа У Р Т для радиационных технологий с энер­
гией электронов до 1 МэВ и средней мощностью Н Э П до 1 кВт. Созданный ряд ускори­
телей дает возможность выбора ускорителя исходя из требований конкретной техноло­
гии Ускорители как модули можно объединять в более мощные системы, а модульная
конструкция упрощает, удешевляет и повышает надежность технологической системы.
Разработана и экспериментально проверена конструкция вакуумного диода для двух­
стороннего облучения, использование которого приводит к существенному улучшению
однородности распределения поглощенной дозы в материале облучаемого объекта.
Установлено, что геометрия МДМ-катода существенно влияет на параметры вакуум­
ного диода, в том числе на размеры формируемого пучка электронов и профиль его рас­
пределения на аноде. Установлено наличие локальных неоднородностей распределения
тока на аноде, связанных с образом каналов разряда с зубьев гребенки МДМ-катода
Предложен новый тип катода для вакуумных диодов Н У Э - металлокерамический
Результаты его испытаний показывают, что он обладает рядом интересных для эксплуа-
42
тации технологических ускорителей характеристик' Имеется возможность управлять
эмиссионными свойствами МК-катода посредством изменения состава МК-пластины
Результаты экспериментов показали, что для Н У Э найдено несколько возможных
сфер, где их применение технологически и экономически оправдано.
Установлена повышенная чувствительность внутренней памяти П Ц М , выполненных
по технологии К М О П , к ионизирующему излучению при замыкании выводов микросхем
между собой.
Определено, что достоинством технологии генерации озона Н Э П является отсутствие
необходимости предварительной осушки, очистки и стабилизации температуры подавае­
мого под пучок воздуха.
Обнаружено явление радиационно-химической стерилизации, которое состоит в ис­
пользовании для поверхностной стерилизации герметично упакованных изделий, как из­
лучения самого электронного пучка, так и озона, возникающего внутри пакета при облу­
чении кислорода воздуха
Применение Р Х С позволяет либо уменьшить поглощенную дозу, требуемую для сте­
рилизации, либо отказаться от двухстороннего облучения. Выполненные эксперименты
позволили найти несколько возможных сфер, где применение Р Х С технологически и
экономически оправдано. Прежде всего, в тех случаях, когда требуется стерилизация по­
верхности, а поглощенные дозы стерилизации и дозы, приводящие к изменению свойств
стерилизуемого материала, близки, особенно для полимерных материалов Кроме того,
Р Х С позволяет уменьшить энергию электронов, снизить затраты энергии, расходы на
радиационную защиту и расширить область применения радиационной стерилизации.
Важными следствиями этого являются резкое снижение себестоимости стерилизации, а
также уменьшение радиационной опасности при проведении Р Х С
Результаты экспериментальной проверки метода фильтров показали высокую эффек­
тивность предлагаемого способа диагностики параметров Н Э П
Главная особенность
способа - возможность одновременного определения путем несложных вычислений не
только эффективной энергии электронов, но и плотности тока и тока пучка, как на выхо­
де ускорителя, так и внутри вакуумного диода Периодически используя данный метод,
можно отказаться от непрерывного измерения электрических параметров НУЭ, и в тоже
время надежно контролировать стабильность параметров Н Э П и технологического про­
цесса облучения.
43
Приложение
В приложении дана методика расчета системы питания Н У Э схемы тиратрон - им­
пульсный трансформатор - ППТ.
СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Kotov Y u А., Sokovnin S.Yu X-ray diagnostics of high-current E-beam // Proc of 8-th Ш Е Е
Pulsed Power Conf, San Diego.Califomia, 1991. P.629-632.
2. Соковнин С Ю . Рентгеновская диагностика параметров сильноточного электронного
пучка//ПТЭ. 1992. № 4 . С.125-130.
3. Котов Ю А., Соковнин С.Ю., Корженевский С Р . , Филатов А.Л. Испольчование сильно­
точного электронного пучка для генерации озона // Химия высоких энергий. 1996. Т. 30.
№ 5. С. 386-387.
4 Kotov Yu.A., Sokovnin S.Yu., Filatov A.L. Use of high-current e-beams to generate ozone //
Proc. of 10-th ffiEE Pulsed Power Conf., Santa Fe, New Mexico, U S A , 1995. P. 1239-1242.
5. Соковнин С.Ю., Котов Ю.А.
Рукин С Н . , Месяц Г А . . Исследование действия им­
пульсного частотного элeкtpoниoгo пучка на микроорганизмы в водных растворах //
Экология. 1996. № 3. С. 222-224.
6. Kotov Yu.A., Sokovnin S.Yu., Mesyafs G.A. Research of action of a pulsing frequent electron
beam on microorganisms in water solutions // Proc of 11* Intern, Conf. on High Power Part.
Beams, June 10-14, 1996 Prague, Czech Republic. P. 828-831.
7. Котов Ю.А., Соковнин С Ю . Измерение параметров сильноточного электронного пучка
посредством дозиметрии//Детектирование
ионизирующего
излучения
Екатеринбург,
1996. С. 81-85.
8. Котов Ю.А., Соковнин С Ю . Использование сильноточных наносекуидных электрон­
ных
пучков для радиационно-химической стерилизации - Д А Н . 1997. Т. 355. № 3. С
424-426.
9. Котов Ю.А., Соковнин С Ю . Частотный наносекундный ускоритель электронов УРТ0^. ПТЭ. 1997. Х« 4. С.84-86.
10. Yu.A Kotov, S.Yu. Sokovnin, M.E. Balezin Nanosecond electron accelerators U R T series
//Proc of 15* Inter. Conf on High-Power Beams, July 18-23,2004. St, Petersburg, P. 639-642
11. Котов Ю.А., Соковнин С.Ю., Балезин M.E. Применение твердотельных детекторов
для мониторинга параметров импульсно-периодических генераторов тормозного излуче-
44
ния// Первый Всероссийский симпозиум по твердотел детекторам иониз излуч , 28 нояб­
ря - 2 декабря 1997 г Екатеринбург, 1997. С. 99-100.
12. Shpak V.G., Sokovnin S.Yu , Shynailov S.A. et al Experimental study of the spaceenergetic structure and dynamics of a subnanosecond, dense, subrelativistic electron bunch //
Proc. of 11-th I E E E Inter Pulsed Power Conf, June 29-July 2, 1997, Baltimore, Maryland,
U S A , P. 1586-1591.
13
Котов Ю А , ,
Соковнин С Ю ,
Скотников В А
О радиационной устойчивости
внутренней памяти программируемых цифровых микросхем// Письма в ЖТФ. 1998. Т 24
Х«22. С 29-32.
14.
Kotov Y u A . , Sokovnin S.Yu, Kolotov P V . Using High-Current Nanosecond Electron
Beams to Sterilize Bone Meal// Proc. of 12"" Inter. Conf on High Power Part. Beams, June 7-12,
1998, Haifa, Israel, vol.2. P.lOOI-1003.
15. Kotov Yu.A., Sokovnin S.Yu. URT-0,5 Repetitive pulsed electron accelerator // Proc. of 12*
Intern. Conf on High Power Part. Beams, June 7-12,1998. Haifa, Israel, vol. 1. P.15-18.
16 Kotov Yu.A , Sokovnin S.Yu, Skotnikov V.A. Using X-ray Radiation to Erase Information
From a CMOS Programable Read- Only Memory // Proc. of 12th Intern Conf on High Power
Part. Beams, June 7-12, 1998 Haifa, Israel, vol.2 P.1045-1047.
17. Котов Ю.А , Соковнин С Ю . Радиаююнные технологии на основе частотных наносекундных ускорителей электронов // Радиационная безопасность человека и окружающей
среды: Методические материалы. Екатеринбург: Изд. УГТУ, 1998. С. 36-39.
18. Котов Ю А., Соковнин С Ю . , Скотников В.А. Способ стирания внутренней памяти
программируемых цифровых микросхем//Патент Р Ф №2126998 БИ 1999. Хеб С.461
19 Котов Ю.А , Соковнин С Ю Выходное окно ускорителя заряженных частиц // Патент
Р Ф №2137247. Б И 1999.№25. С.569
20. Котов Ю.А., Соковнин С.Ю., Балезин М.Е.. С В. Барахвостов .Оптические Исследова­
ния металлокерамического катода// В межвуз. сб. науч. тр. "Проблемы спектроскопии и
спектрометрии", Екатеринбург: У Г Т У , 1999, Вып. 2. С. 109-112 (3.17)
21. Месяц Г.А., Котов Ю.А., Шпак В.Г., Соковнин С Ю
Использование сильноточных
наносекундных электронных пучков для стерилизации// Урал: наука, экология. Екатерин­
бург, 1999.0,241-255,
22. Котов Ю А , Соковнин С Ю , Балезин М Е
№2158982 БИ. 2000 №31. С 403.
45
Металлокерамический катод // Патент Р Ф
Подписано в печать 05.09.2005 г. Формат 60 х 84 / 16.
Усл. п.л. 2,9. Тираж 100. Заказ № 35
Размножено с готового оригинал-макета в типографии
"Уральский центр академического обслуживания".
620219. г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91.
ШУЗЭЗ
Р Н Б Русский фонд
2006-4
19945
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 876 Кб
Теги
bd000101008
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа