WE ARE PERFORMING DIGITAL X RAY USING A 9 OR 15 MEV LINATRON. THE CAMERA NOT IN DIRECT BEAM PATH. TO SHIELD USED 2.5-INCH THICK TUNGSTEN. NOW FIND HAVE VERY HIGH NEUTRON DOSE WITHIN SHIELDED CONTAINER

Der Linatron ist ein industrieller Linearbeschleuniger, der von Varian Medical Systems1 hergestellt wird. In einem Linatron trifft der Elektronenstrahl auf ein Target und erzeugt Bremsstrahlung, die dann mit internen und manchmal auch mit externen Kollimatoren kollimiert wird. Das Target und der interne Kollimator bestehen typischerweise aus einem Material mit hoher Ordnungszahl, wie z.B. Wolfram. Der Beschleunigerkopf ist üblicherweise mit Blei oder Wolfram abgeschirmt. Neutronenproduktion findet in jedem Material statt, das von einem Elektronen- oder Bremsstrahl über einer Schwellenenergie (Eth) getroffen wird. Die minimale Schwelle für die Photoneutronenproduktion in Wolfram und Blei beträgt 6,19 MeV bzw. 6,11 MeV (NCRP 1984). Ein Linatron, der bei 9 MV betrieben wird, erzeugt somit Neutronen. Das Photoneutronenspektrum vom Beschleunigerkopf ähnelt dem eines Spaltungsspektrums. Das Spektrum ändert sich nach dem Durchgang durch die Kopfschirmung. Da der Linatron üblicherweise in einem betonabgeschirmten Raum betrieben wird, werden raumgestreute Neutronen das Spektrum weiter aufweichen. Neutronen werden klassifiziert als: Thermisch: En = 0,025 eV bei 20°C; typischerweise En < 0,5 eV (Kadmiumresonanz) Intermediär: 0,5 eV 10 keV wobei En die Neutronenenergie ist. Die am Kamerastandort beobachteten Neutronen bestehen hauptsächlich aus direkt aus dem Beschleunigerkopf austretenden Neutronen, raumgestreuten Neutronen, Neutronen, die im abzubildenden Objekt durch den primären Bremsstrahl erzeugt werden, und Neutronen, die vom abzubildenden Objekt gestreut werden. Da sich die Kamera nicht im direkten Strahlengang befindet, können Photoneutronen nur in der Abschirmung durch Leckphotone oder vom abzubildenden Objekt gestreute Photone erzeugt werden. Da Leckphotone typischerweise nur 1 Prozent oder 0,01 Prozent des Primärstrahls oder sogar weniger betragen, kann die Neutronenproduktion in der Kameraabschirmung durch Leckphotone als vernachlässigbar angesehen werden, ebenso wie Neutronen, die durch vom Objekt gestreute Photone erzeugt werden. Daher wird eine Änderung der Abschirmung von Wolfram zu Blei die Neutronen am Kamerastandort nicht wesentlich reduzieren. Die Kamera kann mit mehreren Zoll eines wasserstoffhaltigen Materials wie Polyethylen vor Neutronen geschützt werden. Wenn auch thermische Neutronen ein Problem darstellen, kann mit 5 Prozent Bor dotiertes Polyethylen (boriertes Polyethylen) verwendet werden. Bor hat einen viel höheren Wirkungsquerschnitt als Polyethylen für den Einfang thermischer Neutronen. Bor interagiert mit thermischen Neutronen, indem es eine (n,a)-Reaktion eingeht, die 7Li erzeugt, das dann einen isomeren Übergang durchläuft, indem es ein 0,478 MeV Photon oder Gammastrahl aussendet. Diese Photonen sind in ihrer Energie viel niedriger als die Gammastrahlen (2,2 MeV) des thermischen Neutroneneinfangs von Wasserstoff im Polyethylen. Eine Sandwich-Konstruktion aus Wolfram (oder Blei), Polyethylen und Wolfram (oder Blei) funktioniert am besten.