Development of a neural network method for measuring the energy spectrum of a pulsed electron beam, based on Bremsstrahlung X-Ray

Mohsen Sohrabi; Navid Ayoobian; Babak Shirani

doi:https://doi.org/10.1016/j.net.2020.06.033

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저자정보: Mohsen Sohrabi (University of Isfahan) Navid Ayoobian (University of Isfahan) Babak Shirani (University of Isfahan)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제53권 제1호

발행연도: 2021.1

수록면: 266 - 272 (7page)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.net.2020.06.033

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In the pulsed electron beam generators, such as plasma focus devices and linear induction acceleratorswhose electron pulse width is in the range of nanosecond and less, as well as in cases where there is nodirect access to electron beam, like runaway electrons in Tokamaks, measurement of the electron energyspectrum is a technical challenge. In such cases, the indirect measurement of the electron spectrum byusing the bremsstrahlung radiation spectrum associated with it, is an appropriate solution. The problemwith this method is that the matrix equation between the two spectrums is an ill-conditioned equation,which results in errors of the measured X-ray spectrum to be propagated with a large coefficient in theestimated electron spectrum. In this study, a method based on the neural network and the MCNP code ispresented and evaluated to recover the electron spectrum from the X-ray generated by collision of theelectron beam with a target. Multilayer perceptron network showed good accuracy in electron spectrumrecovery, so that for the X-ray spectrum with errors of 3% and 10%, the network estimated the electronspectrum with an average standard error of 8% and 11%, on all of the energy intervals.

#Pulsed electron beam #Neural network #Multilayer perceptron #MCNP

참고문헌 (21)

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A. C. Patran / 2002 / Electron and Medium Energy X-Ray Emission from a Dense Plasma Focus

M. Scholz / 2004 / Plasma focus as a source of intense radiation and plasma streams for technological applications / Acta Phys. Slovaca 54:35~42

C. Moreno / 2002 / Industrial applications of plasma focus radiation / Braz. J. Phys 32(1):20~25

M. Sumini / 2019 / A Plasma Focus device as ultra-high dose rate pulsed radiation source. Part I : primary electron beam characterization / Radiat. Phys. Chem 162:1~11

E. Ceccolini / 2011 / A range-based method to calibrate a magnetic spectrometer measuring the energy spectrum of the backward electron beam of a plasma focus / Rev. Sci. Instrum 82:085103

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