Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78631
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorSakhorn Rimjaem-
dc.contributor.authorPhanthip Jaikaewen_US
dc.date.accessioned2023-08-09T00:57:21Z-
dc.date.available2023-08-09T00:57:21Z-
dc.date.issued2022-03-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78631-
dc.description.abstractAt the PBP-CMU Electron Linac Laboratory, we aim to generate three types of coherent radiation: coherent terahertz transition radiation (THz-TR), mid infrared free electron laser (MIR-FEL) and super-radiant terahertz free-electron laser (THz-FEL). The accelerator system can produce the electron beam with maximum energy of up to 25 MeV and a maximum charge of about 80 pC per bunch. During the accelerator operation, when electrons hit beam dump or vacuum chambers, it is possible to generate secondary particles such as bremsstrahlung photons and neutrons, which are the ionizing radiation that harmful for cells of a living body. The radiation shielding is therefore essentially important to prevent the escaping radiations from the accelerator hall, especially at the roof, which has only a very thin gypsum ceiling. In the radiation safety work, the radiation area classification is required to limit access to specific areas in the facility. In our laboratory, there are three types of radiation areas consisting of controlled area, supervised area, and public or uncontrolled area. The ambient dose equivalent is an important quantity, which used for the area classification and compared with the measured value using an radiation area monitor. In this work, the Monte-Carlo simulation program GEANT4 is employed to calculate the radiation fluence to ambient dose equivalent conversion coefficient (F) to construct the annual ambient dose equivalent map. The result of F for photons with energy ranging from 0.01 to 30 MeV was benchmarked with the ICRP report and simulation using the FLUKA program. The method to calculate the ambient dose equivalent rate from pulsed radiation was presented together with the suggestion for simulation set up. Furthermore, the designs of radiation shielding were obtained by using GEANT4 simulation. The study results including the annual ambient dose equivalent map and design of local shielding for the three beam dumps inside the accelerator hall are reported. The main shielding materials consisted of lead, iron, concrete, and polyethylene to absorb both photons (X-ray, gamma) and neutrons. With the local shielding for the three beam dumps, 2-cm iron ceiling and concrete wall are added to limit the radiation dose rate outside the accelerator hall to be below 1 uSv/year. As a result from this study, we purpose the shielding design to control the radiation dose rate to the safety limit as required by International Atomic Energy Agency (IAEA) and Thailand’s government regulation. The construction of the proposed shielding is presently ongoing at our laboratoryen_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titleDesign of radiation shielding for the PBP-CMU electron Linac laboratoryen_US
dc.title.alternativeการออกแบบกำบังรังสีสําหรับห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอิเล็กตรอนเชิงเส้นพีบีพี-ซีเอ็มยูen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.lcshElectrons-
thailis.controlvocab.thashElectron accelerators-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractวัตถุประสงค์ในการวิจัย ณ ห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอิเล็กตรอนเชิงเส้น พีบีพี-ซีเอ็มยู คือการผลิตรังสีอาพันธ์สามชนิด ได้แก่ รังสีเทราเฮิรตซ์อาพันธ์แบบทรานซิชัน เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระย่านอินฟราเรดขั้นกลาง และเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระย่านเทราเฮิรตซ์ ระบบเครื่องเร่งของห้องปฏิบัติการสามารถผลิตห้วงอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงสุด 25 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ และมีประจุสูงสุดประมาณ 80 พิโคคูลอมป์ต่อห้วง ในระหว่างการเดินเครื่องเร่งอนุภาค เมื่ออิเล็กตรอนชนกับส่วนทิ้งอิเล็กตรอน (beam dump) หรือ ท่อสุญญากาศ จะสามารถผลิตอนุภาคทุติยภูมิ เช่น โฟตอนแบบเบรมส์ชตราลุงและนิวตรอน ซึ่งเป็นรังสีชนิดไอออไนซ์ ที่อาจเป็นอันตรายต่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิต การกำบังรังสีจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันรังสีที่อาจจะเล็ดลอดออกจากห้องเครื่องเร่ง โดยเฉพาะบริเวณหลังคาที่มีเพียงฝ้าเพดานยิบซัมแบบบางเท่านั้น ในงานด้านความปลอดภัยทางรังสี การจำแนกบริเวณทางรังสีมีความจำเป็น ในการจำกัดการเข้าถึงพื้นที่ภายในห้องปฏิบัติการ โดยได้จำแนกบริเวณรังสี ออกเป็นพื้นที่ควบคุม พื้นที่ตรวจตรา และพื้นที่สาธารณะหรือพื้นที่ไม่ควบคุม อัตราของปริมาณรังสีสมมูลโดยรอบ เป็นปริมาณที่สำคัญที่สุดที่ใช้ในการจำแนกพื้นที่ทางรังสีและใช้ในการเปรียบเทียบกับผลจากการวัดโดยเครื่องตรวจวัดรังสี งานวิจัยนี้ได้ใช้โปรแกรมจีอองโฟร์ (GEANT4) สร้างแบบจำลองและใช้เทคนิคมอนติคาร์โลในการคำนวณหาสัมประสิทธิ์ที่ใช้ในการแปลงฟลูเอน (fluence) ของรังสีเป็นรังสีสมมูลโดยรอบ เพื่อสร้างแผนที่ของอัตรารังสีสมมูลภายในและโดยรอบห้องโถงเครื่องเร่งอนุภาคนอกจากนี้ ได้ทำการออกแบบกำบังรังสี โดยใช้ โปรแกรมจีอองโฟร์ โดยได้ผลลัพธ์เป็นสัมประสิทธิ์ที่ใช้ในการแปลงฟลูเอนของรังสีเป็นรังสีสมมูล โดยรอบสำหรับโฟตอนที่มีพลังงานตั้งแต่ 0.01 ถึง 30 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์และเปรียบเทียบผลการศึกษาที่ได้กับรายงานของไอซีอาร์พี (ICRP) และการคำนวณด้วยโปรแกรมฟลุคก้า (FLUKA) ในงานวิจัยนี้ได้นำเสนอการคำนวณหาอัตราของปริมาณรังสีสมมูล โดยรอบจากรังสีแบบห้วง พร้อมด้วยแบบและข้อเสนอสำหรับการสร้างกำบังรังสี ผลการศึกษาครั้งนี้ประกอบไปด้วย แผนที่อัตราของรังสีสมมูล โดยรอบและการออกแบบกำบังรังสี สำหรับส่วนทิ้งอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดรังสีที่มากที่สุดในบริเวณห้องปฏิบัติการโดยวัสดุหลักที่ใช้สำหรับกำบังรังสีคือ ตะกั่ว เหล็ก คอนกรีต และ โพลิเอทิลีน เพื่อให้ลดทอนทั้งปริมาณของโฟตรอนและนิวตรอน นอกจากนี้ได้เพิ่มหลังคาเหล็กหนา 2 เซนดิเมตร และกำแพงคอนกรีต เพื่อจำกัดปริมาณรังสีภายนอกห้องเครื่องเร่งอนุภาคให้มีค่าน้อยกว่า 1 ไมโครซีเวิร์ตต่อปี ผลลัพธ์ ที่ได้จากงานวิจัยนี้จะได้นำไปใช้ในการสร้างกำบังรังสีให้สามารถควบคุมปริมาณรังสี ให้อยู่ภายใต้ขีดจำกัดที่ระบุไว้ในระเบียบของทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) และของรัฐบาลไทยen_US
Appears in Collections:GRAD-Health Sciences: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
610531031 พรรณทิพย์ ใจแก้ว.pdf44.55 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.