Abstract
The paper reports on recent work on beta-excited X-ray sources. Results of detailed experimental investigation on the X-rays produced by the fission products Pm{sup 147}, Kr{sup 85} and Sr{sup 90} are described. X-ray yields and spectral distributions have been studied for target materials ranging from copper to uranium and in a variety of source-target geometries (transmission target, reflection target, sandwich target, intimate source-target mixtures). To interpret the experimental results, an analytical treatment of the processes involved in X-ray production by beta particles has been developed and is outlined. By taking into account bremsstrahlung, K-shell ionization, and fluorescent X-ray excitation, a convenient mathematical formulation may be derived for photon spectra and yields as functions of maximum {beta}-energy, target thickness and source configuration. The agreement between calculated and experimentally determined yields is excellent and confirms the merit of the analysis. It thus becomes possible to optimize the design of isotopic X-ray sources for specific applications. Kr{sup 85} and Pm{sup 147} prototype sources have been designed and 'their performance in thickness and composition-analysis measurements is discussed. A high level Pm{sup 147} source for industrial radiography has also been designed and its performance, along with the utility of image intensifiers to extend its applicability,
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Filosofo, I;
Reiffel, L;
Stone, C A;
Voyvodic, L
[1]
- Physics Division, Armour Research Foundation, Chicago, IL (United States)
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Filosofo, I, Reiffel, L, Stone, C A, and Voyvodic, L.
Design and characteristics of beta-excited X-ray sources; Caracteristiques des sources de rayons X excitees par des particules beta; Konstruktsiya i kharakteristiki beta-vozbuzhdennykh istochnikov rentgenovskikh luchej; Diseno y caracteristicas de las fuentes de rayos X excitadas por particulas beta.
IAEA: N. p.,
1962.
Web.
Filosofo, I, Reiffel, L, Stone, C A, & Voyvodic, L.
Design and characteristics of beta-excited X-ray sources; Caracteristiques des sources de rayons X excitees par des particules beta; Konstruktsiya i kharakteristiki beta-vozbuzhdennykh istochnikov rentgenovskikh luchej; Diseno y caracteristicas de las fuentes de rayos X excitadas por particulas beta.
IAEA.
Filosofo, I, Reiffel, L, Stone, C A, and Voyvodic, L.
1962.
"Design and characteristics of beta-excited X-ray sources; Caracteristiques des sources de rayons X excitees par des particules beta; Konstruktsiya i kharakteristiki beta-vozbuzhdennykh istochnikov rentgenovskikh luchej; Diseno y caracteristicas de las fuentes de rayos X excitadas por particulas beta."
IAEA.
@misc{etde_22025657,
title = {Design and characteristics of beta-excited X-ray sources; Caracteristiques des sources de rayons X excitees par des particules beta; Konstruktsiya i kharakteristiki beta-vozbuzhdennykh istochnikov rentgenovskikh luchej; Diseno y caracteristicas de las fuentes de rayos X excitadas por particulas beta}
author = {Filosofo, I, Reiffel, L, Stone, C A, and Voyvodic, L}
abstractNote = {The paper reports on recent work on beta-excited X-ray sources. Results of detailed experimental investigation on the X-rays produced by the fission products Pm{sup 147}, Kr{sup 85} and Sr{sup 90} are described. X-ray yields and spectral distributions have been studied for target materials ranging from copper to uranium and in a variety of source-target geometries (transmission target, reflection target, sandwich target, intimate source-target mixtures). To interpret the experimental results, an analytical treatment of the processes involved in X-ray production by beta particles has been developed and is outlined. By taking into account bremsstrahlung, K-shell ionization, and fluorescent X-ray excitation, a convenient mathematical formulation may be derived for photon spectra and yields as functions of maximum {beta}-energy, target thickness and source configuration. The agreement between calculated and experimentally determined yields is excellent and confirms the merit of the analysis. It thus becomes possible to optimize the design of isotopic X-ray sources for specific applications. Kr{sup 85} and Pm{sup 147} prototype sources have been designed and 'their performance in thickness and composition-analysis measurements is discussed. A high level Pm{sup 147} source for industrial radiography has also been designed and its performance, along with the utility of image intensifiers to extend its applicability, is considered. Finally, a general review of potentialities, advantages and limitations of isotopic X-ray sources is given. (author) [French] Le memoire rend compte des recents travaux sur les sources de rayons X excitees par des particules beta. Il donne les resultats d'une etude experimentale detaillee sur les rayons X emis par les produits de fission {sup 147}Pm, {sup 85}Kr et {sup 90}Sr. Les auteurs ont etudie l'emission et la distribution spectrale des rayons X pour des cibles allant du cuivre a l'uranium, et ce dans plusieurs geometries source-cible differentes, a savoir : etude en transmission, en retrodiffusion, en , et enfin avec source et cible intimemement liees. Pour interpreter les resultats des experiences, les auteurs ont mis au point une analyse des processus qui interviennent dans la production des rayons X par les particules beta; ils en font l'expose. En tenant compte du rayonnement de freinage, de l'ionisation de la couche K et de fluorescence provoquee par les rayons X, il est possible de degager une formule mathematique commode pour les spectres et les nombres de photons emis, en fonction de l'energie beta maximum, de l'epaisseur de la cible et de la configuration de la source. En ce qui concerne les nombres de photons emis, les resultats de l'experience concordent parfaitement avec ceux des calculs theoriques, ce qui confirme la valeur de l'analyse. Il devient ainsi possible de mettre au point des sources de rayons X isotopiques repondant aux exigences des applications auxquelles elles sont destinees. On a construit des sources prototypes de {sup 85}Kr et de {sup 147}Pm; les auteurs en etudient l'efficacite pour les mesures d'epaisseur et les analyses de composition. Ils examinent aussi le comportement d'une source de {sup 147}Pm de grande intensite, mise au point pour Le memoire rend compte des recents travaux sur les sources de rayons X excitees par des particules beta. Il donne les resultats d'une etude experimentale detaillee sur les rayons X emis par les produits de fission {sup 147}Pm, {sup 85}Kr et {sup 90}Sr. Les auteurs ont etudie l'emission et la distribution spectrale des rayons X pour des cibles allant du cuivre a l'uranium, et ce dans plusieurs geometries source-cible differentes, a savoir : etude en transmission, en retrodiffusion, en , et enfin avec source et cible intimemement liees. Pour interpreter les resultats des experiences, les auteurs ont mis au point une analyse des processus qui interviennent dans la production des rayons X par les particules beta; ils en font l'expose. En tenant compte du rayonnement de freinage, de l'ionisation de la couche K et de fluorescence provoquee par les rayons X, il est possible de degager une formule mathematique commode pour les spectres et les nombres de photons emis, en fonction de l'energie beta maximum, de l'epaisseur de la cible et de la configuration de la source. En ce qui concerne les nombres de photons emis, les resultats de l'experience concordent parfaitement avec ceux des calculs theoriques, ce qui confirme la valeur de l'analyse. Il devient ainsi possible de mettre au point des sources de rayons X isotopiques repondant aux exigences des applications auxquelles elles sont destinees. On a construit des sources prototypes de {sup 85}Kr et de {sup 147}Pm; les auteurs en etudient l'efficacite pour les mesures d'epaisseur et les analyses de composition. Ils examinent aussi le comportement d'une source de {sup 147}Pm de grande intensite, mise au point pour la radiographie industrielle, ainsi que l'utilite des renforcateurs d'images, qui permettraient d'en etendre le champ d'application. Enfin, les auteurs passent en revue les possibilites, avantages et limites des sources de rayons X isotopiques. [Spanish] La memoria trata de trabajos realizados recientemente acerca de fuentes de rayos X excitadas por particulas beta. Describe los resultados de una minuciosa investigacion experimental sobre los rayos X generados por los productos de fision {sup 147}Pm, {sup 85}Kr y {sup 90}Sr. Los autores han estudiado los rendimientos en rayos X y las distribuciones espectrales correspondientes a materiales de blanco que abarcan del cobre al uranio, para diversas geometrias fuente-blanco (blancos de transmision, blancos de reflexion, blancos ''sandwich'' y mezclas intimas de la fuente y el blanco). Para interpretar los resultados experimentales, los autores idearon un metodo de analisis de los procesos que intervienen en la produccion de rayos X por excitacion mediante particulas beta; dicho metodo se describe en la memoria. Si se tienen en cuenta la radiacion de frenado (Bremsstrahlung), la ionizacion de la capa K y la fluorescencia provocada por los rayos X, puede lograrse una formulacion matematica satisfactoria para calcular los rendimientos y los espectros fotonicos en funcion de la energia {beta} maxima, del espesor del blanco y de la configuracion de la fuente. Los rendimientos calculados concuerdan perfectamente con los determinados por via experimental, lo que confirma la validez del metodo analitico. De esta forma, resulta posible disenar fuentes isotopicas de rayos X que responden optimamente a las exigencias de las aplicaciones a las que van destinadas. Los autores disenaron prototipos de fuentes de {sup 85}Kr y de {sup 147}Pm, y la memoria analiza su eficacia en las mediciones de espesores y el analisis de sustancias compuestas. Tambien disenaron una fuente de {sup 147}Pm de elevada intensidad destinada a la radiografia industrial; la memoria examina su funcionamiento, asi como la utilidad de los intensificadores de imagen que permiten ampliar el campo de aplicaciones de dicha fuente. Los autores terminan su memoria con un examen general de las posibilidades, ventajas y limitaciones de las fuentes isotopicas de rayos X. (author) [Russian] V dokumente izlagayutsya novejshie rezul'taty rabot nad beta-vozbuzhdennymi istochnikami rentgenovskikh luchej. Opisyvayutsya rezul'taty podrobnogo ehksperimental'nogo issledovaniya rentgenovskikh luchej, proizvodimykh produktami deleniya Rt-147, Kg-85 i Sr-90. Vykhod rentgenovskikh luchej i spektral'noe raspredelenie byli izucheny dlya mishenej, postroennykh iz materialov, idushchikh ot medi do urana, a takzhe dlya raznoobraznogo vzaimnogo raspolozheniya istochnika i mishenej: (propuskayushchaya mishen', otrazhayushchaya mishen', 'sloenaya'' mishen', tesnoperemeshannye istochniki i mishen'). Osobenno podrobno byla izuchena smes' iz prometiya-147 s okis'yu samariya dlya vyyasneniya perspektiv ispol'zovaniya istochnika vysokogo urovnya, v kotorom sam prometij-147 yavlyaetsya glavnoj mishen'yu rentgenovskikh luchej. Detektirovanie rentgenovskikh luchej proizvodilos' pri pomoshchi stsintillyatsionnykh i proportsional'nykh schetchikov sovmestno s 256-kanal'nym amplitudnym analizatorom impul'sov. Dlya istolkovaniya ehksperimental'nykh dannykh bylo vyrabotano i opisano analiticheskoe vyrazhenie protsessov obrazovaniya rentgenovskikh luchej beta-chastitsami. Esli uchest' tormoznoe izluchenie, obolochechnuyu K-ionizatsiyu i flyuorestsiruyushchee vozbuzhdenie rentgenovskikh luchej, to mozhno vyvesti podkhodyashchuyu matematicheskuyu formulu dlya opredeleniya spektra i vykhoda fotonov v funktsii ot maksimal'noj beta-ehnergii, tolshchiny misheni i konfiguratsii istochnika. Poluchaetsya otlichnoe sovpadenie raschetnykh rezul'tatov s ehksperimental'no poluchennymi vykhodami, chto podtverzhadaet tsennost' ehtogo sposoba analiza. Takim obrazom otkryvaetsya vozmozhnost' dlya optimizatsii konstruktsii izotopnykh istochnikov rentgenovskikh luchej v otnoshenii tekh ili inykh primenenij. Byli skonstruirovany prototipnye istochniki kriptona-85 i prometiya-147 i obsuzhdayutsya poluchennye s nimi rezul'taty izmerenij tolshchiny i analiza sostava. Byl takzhe skonstruirovan istochnik prometiya-147 vysokogo urovnya dlya promyshlennoj radiografii i obsuzhdayutsya rezul'taty ispol'zovaniya ehtogo istochnika, a takzhe tselesoobraznost' primeneniya usilitelej izobrazheniya, chto dolzhno eshche bol'she rasshirit' oblast' primeneniya ehtogo metoda. Nakonets, daetsya obshchij obzor vozmozhnostej, preimushchestv i ogranichenij izotopnykh istochnikov rentgenovskikh luchej. (author)}
place = {IAEA}
year = {1962}
month = {Jan}
}
title = {Design and characteristics of beta-excited X-ray sources; Caracteristiques des sources de rayons X excitees par des particules beta; Konstruktsiya i kharakteristiki beta-vozbuzhdennykh istochnikov rentgenovskikh luchej; Diseno y caracteristicas de las fuentes de rayos X excitadas por particulas beta}
author = {Filosofo, I, Reiffel, L, Stone, C A, and Voyvodic, L}
abstractNote = {The paper reports on recent work on beta-excited X-ray sources. Results of detailed experimental investigation on the X-rays produced by the fission products Pm{sup 147}, Kr{sup 85} and Sr{sup 90} are described. X-ray yields and spectral distributions have been studied for target materials ranging from copper to uranium and in a variety of source-target geometries (transmission target, reflection target, sandwich target, intimate source-target mixtures). To interpret the experimental results, an analytical treatment of the processes involved in X-ray production by beta particles has been developed and is outlined. By taking into account bremsstrahlung, K-shell ionization, and fluorescent X-ray excitation, a convenient mathematical formulation may be derived for photon spectra and yields as functions of maximum {beta}-energy, target thickness and source configuration. The agreement between calculated and experimentally determined yields is excellent and confirms the merit of the analysis. It thus becomes possible to optimize the design of isotopic X-ray sources for specific applications. Kr{sup 85} and Pm{sup 147} prototype sources have been designed and 'their performance in thickness and composition-analysis measurements is discussed. A high level Pm{sup 147} source for industrial radiography has also been designed and its performance, along with the utility of image intensifiers to extend its applicability, is considered. Finally, a general review of potentialities, advantages and limitations of isotopic X-ray sources is given. (author) [French] Le memoire rend compte des recents travaux sur les sources de rayons X excitees par des particules beta. Il donne les resultats d'une etude experimentale detaillee sur les rayons X emis par les produits de fission {sup 147}Pm, {sup 85}Kr et {sup 90}Sr. Les auteurs ont etudie l'emission et la distribution spectrale des rayons X pour des cibles allant du cuivre a l'uranium, et ce dans plusieurs geometries source-cible differentes, a savoir : etude en transmission, en retrodiffusion, en , et enfin avec source et cible intimemement liees. Pour interpreter les resultats des experiences, les auteurs ont mis au point une analyse des processus qui interviennent dans la production des rayons X par les particules beta; ils en font l'expose. En tenant compte du rayonnement de freinage, de l'ionisation de la couche K et de fluorescence provoquee par les rayons X, il est possible de degager une formule mathematique commode pour les spectres et les nombres de photons emis, en fonction de l'energie beta maximum, de l'epaisseur de la cible et de la configuration de la source. En ce qui concerne les nombres de photons emis, les resultats de l'experience concordent parfaitement avec ceux des calculs theoriques, ce qui confirme la valeur de l'analyse. Il devient ainsi possible de mettre au point des sources de rayons X isotopiques repondant aux exigences des applications auxquelles elles sont destinees. On a construit des sources prototypes de {sup 85}Kr et de {sup 147}Pm; les auteurs en etudient l'efficacite pour les mesures d'epaisseur et les analyses de composition. Ils examinent aussi le comportement d'une source de {sup 147}Pm de grande intensite, mise au point pour Le memoire rend compte des recents travaux sur les sources de rayons X excitees par des particules beta. Il donne les resultats d'une etude experimentale detaillee sur les rayons X emis par les produits de fission {sup 147}Pm, {sup 85}Kr et {sup 90}Sr. Les auteurs ont etudie l'emission et la distribution spectrale des rayons X pour des cibles allant du cuivre a l'uranium, et ce dans plusieurs geometries source-cible differentes, a savoir : etude en transmission, en retrodiffusion, en , et enfin avec source et cible intimemement liees. Pour interpreter les resultats des experiences, les auteurs ont mis au point une analyse des processus qui interviennent dans la production des rayons X par les particules beta; ils en font l'expose. En tenant compte du rayonnement de freinage, de l'ionisation de la couche K et de fluorescence provoquee par les rayons X, il est possible de degager une formule mathematique commode pour les spectres et les nombres de photons emis, en fonction de l'energie beta maximum, de l'epaisseur de la cible et de la configuration de la source. En ce qui concerne les nombres de photons emis, les resultats de l'experience concordent parfaitement avec ceux des calculs theoriques, ce qui confirme la valeur de l'analyse. Il devient ainsi possible de mettre au point des sources de rayons X isotopiques repondant aux exigences des applications auxquelles elles sont destinees. On a construit des sources prototypes de {sup 85}Kr et de {sup 147}Pm; les auteurs en etudient l'efficacite pour les mesures d'epaisseur et les analyses de composition. Ils examinent aussi le comportement d'une source de {sup 147}Pm de grande intensite, mise au point pour la radiographie industrielle, ainsi que l'utilite des renforcateurs d'images, qui permettraient d'en etendre le champ d'application. Enfin, les auteurs passent en revue les possibilites, avantages et limites des sources de rayons X isotopiques. [Spanish] La memoria trata de trabajos realizados recientemente acerca de fuentes de rayos X excitadas por particulas beta. Describe los resultados de una minuciosa investigacion experimental sobre los rayos X generados por los productos de fision {sup 147}Pm, {sup 85}Kr y {sup 90}Sr. Los autores han estudiado los rendimientos en rayos X y las distribuciones espectrales correspondientes a materiales de blanco que abarcan del cobre al uranio, para diversas geometrias fuente-blanco (blancos de transmision, blancos de reflexion, blancos ''sandwich'' y mezclas intimas de la fuente y el blanco). Para interpretar los resultados experimentales, los autores idearon un metodo de analisis de los procesos que intervienen en la produccion de rayos X por excitacion mediante particulas beta; dicho metodo se describe en la memoria. Si se tienen en cuenta la radiacion de frenado (Bremsstrahlung), la ionizacion de la capa K y la fluorescencia provocada por los rayos X, puede lograrse una formulacion matematica satisfactoria para calcular los rendimientos y los espectros fotonicos en funcion de la energia {beta} maxima, del espesor del blanco y de la configuracion de la fuente. Los rendimientos calculados concuerdan perfectamente con los determinados por via experimental, lo que confirma la validez del metodo analitico. De esta forma, resulta posible disenar fuentes isotopicas de rayos X que responden optimamente a las exigencias de las aplicaciones a las que van destinadas. Los autores disenaron prototipos de fuentes de {sup 85}Kr y de {sup 147}Pm, y la memoria analiza su eficacia en las mediciones de espesores y el analisis de sustancias compuestas. Tambien disenaron una fuente de {sup 147}Pm de elevada intensidad destinada a la radiografia industrial; la memoria examina su funcionamiento, asi como la utilidad de los intensificadores de imagen que permiten ampliar el campo de aplicaciones de dicha fuente. Los autores terminan su memoria con un examen general de las posibilidades, ventajas y limitaciones de las fuentes isotopicas de rayos X. (author) [Russian] V dokumente izlagayutsya novejshie rezul'taty rabot nad beta-vozbuzhdennymi istochnikami rentgenovskikh luchej. Opisyvayutsya rezul'taty podrobnogo ehksperimental'nogo issledovaniya rentgenovskikh luchej, proizvodimykh produktami deleniya Rt-147, Kg-85 i Sr-90. Vykhod rentgenovskikh luchej i spektral'noe raspredelenie byli izucheny dlya mishenej, postroennykh iz materialov, idushchikh ot medi do urana, a takzhe dlya raznoobraznogo vzaimnogo raspolozheniya istochnika i mishenej: (propuskayushchaya mishen', otrazhayushchaya mishen', 'sloenaya'' mishen', tesnoperemeshannye istochniki i mishen'). Osobenno podrobno byla izuchena smes' iz prometiya-147 s okis'yu samariya dlya vyyasneniya perspektiv ispol'zovaniya istochnika vysokogo urovnya, v kotorom sam prometij-147 yavlyaetsya glavnoj mishen'yu rentgenovskikh luchej. Detektirovanie rentgenovskikh luchej proizvodilos' pri pomoshchi stsintillyatsionnykh i proportsional'nykh schetchikov sovmestno s 256-kanal'nym amplitudnym analizatorom impul'sov. Dlya istolkovaniya ehksperimental'nykh dannykh bylo vyrabotano i opisano analiticheskoe vyrazhenie protsessov obrazovaniya rentgenovskikh luchej beta-chastitsami. Esli uchest' tormoznoe izluchenie, obolochechnuyu K-ionizatsiyu i flyuorestsiruyushchee vozbuzhdenie rentgenovskikh luchej, to mozhno vyvesti podkhodyashchuyu matematicheskuyu formulu dlya opredeleniya spektra i vykhoda fotonov v funktsii ot maksimal'noj beta-ehnergii, tolshchiny misheni i konfiguratsii istochnika. Poluchaetsya otlichnoe sovpadenie raschetnykh rezul'tatov s ehksperimental'no poluchennymi vykhodami, chto podtverzhadaet tsennost' ehtogo sposoba analiza. Takim obrazom otkryvaetsya vozmozhnost' dlya optimizatsii konstruktsii izotopnykh istochnikov rentgenovskikh luchej v otnoshenii tekh ili inykh primenenij. Byli skonstruirovany prototipnye istochniki kriptona-85 i prometiya-147 i obsuzhdayutsya poluchennye s nimi rezul'taty izmerenij tolshchiny i analiza sostava. Byl takzhe skonstruirovan istochnik prometiya-147 vysokogo urovnya dlya promyshlennoj radiografii i obsuzhdayutsya rezul'taty ispol'zovaniya ehtogo istochnika, a takzhe tselesoobraznost' primeneniya usilitelej izobrazheniya, chto dolzhno eshche bol'she rasshirit' oblast' primeneniya ehtogo metoda. Nakonets, daetsya obshchij obzor vozmozhnostej, preimushchestv i ogranichenij izotopnykh istochnikov rentgenovskikh luchej. (author)}
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