Development and use of algorithms for analyzing the distortions of the natural geomagnetic field caused by metal structures in the premises of medical institutions

Abstract

Работа рассматривает возможные искажения магнитного поля Земли, вызванные арматурой из ферромагнитной стали в стенах защитного бункера медицинского радиационного центра в Сенегале. Для анализа геомагнитной обстановки внутри бункера для лучевой терапии проекта госпиталя с ускорителем частиц для лечения онкологических больных разработаны методика и расчетная модель, позволяющие получить пространственные распределения магнитного поля и сделать решение о нормировании этих распределений, при необходимости. Добавление дополнительных источников поля расширит возможности модели. Использованы архитектурные и металлоконструкционные чертежи бункера конкретной больницы в Сенегале. Используется верифицированный комплекс вычислительных программ KLONDIKE. Применение модели на основе интегрального подхода позволит быстро подобрать параметры активной системы коррекции поля на основе катушек с током. Приведен пример, демонстрирующий возможность коррекции искажений магнитного поля Земли двумя кольцевыми катушками с малым энергопотреблением.

This work considers possible distortions of the Earth's magnetic field caused by ferromagnetic steel reinforcement in the walls of the protective bunker of the medical radiation center in Senegal. To analyze the geomagnetic situation inside the bunker for radiation therapy of the project of a hospital with a particle accelerator for the treatment of cancer patients, a methodology and a computational model have been developed that allow obtaining the spatial distributions of the magnetic field and making a decision on the normalization of these distributions, if necessary. Adding additional field sources will expand the capabilities of the model. Used architectural and metal-constructive drawings of the bunker of a specific hospital in Senegal. A verified complex of computational programs KLONDIKE is used. The application of the model based on the integral approach will make possible to quickly select the parameters of an active field correction system based on current-carrying coils. An example is given that demonstrates the possibility of correcting the distortions of the Earth's magnetic field with two ring coils with low power consumption.