طراحي و شبيه سازي ستون شتاب دهنده دوتروني الكترواستاتيكي 2

Design and simulation of 2MV electrostatic accelerator tube

در اين مقاله طراحي و شبيه سازي ستون بهينه يك شتاب دهنده براي توليد باريكه هاي پروتون و دوترون با انرژي 2MeVارائه شده اسـت. در طراحي اين شتاب دهنده، از هندسه شتاب دهنده واندوگراف سازمان انرژي اتمي و كدهاي رايانه اي Virtual Device ،SIMION 7.0و SIMION Toolkitدر طراحي الكترودها و شبيهسازي ميدانهاي الكترواستاتيكي استفاده شده است. در اين ستون، باريكه خارج شده از چشمه يوني توسط الكترودهاي اوليه كه هر يك در پتانسيل كمتري نسبت به الكترود پيشين قرار دارند، بهصورت همگرا وارد ستون شـتابدهنده مـيشـود، سـپس از طريق الكترودهاي همسان شتابدهنده و سپس لوله هدايتكننده پس از رسيدن به انرژي مورد نظر به هدف برخورد مينمايـد. در ايـن مقالـه، بـه كمك شبيهسازيهاي انجام گرفته و مقايسه آن با فيزيك مسأله، به مطالعه ديناميك رفتار باريكه در ميـدان الكترواسـتاتيكي و نيـز اثـرات هندسـه متفاوت الكترودها بر كيفيت باريكه خروجي درون ستون به كمك اميتانس باريكه، پرداخته شده است.

In this paper design and simulation of an optimized accelerator tube is presented for the production of light charged particles up to energy of 2 MeV. Geometry of the accelerator tube electrodes was simulated based on the Van De Graaff accelerator tubes of Atomic Energy Organization by SIMION 7.0, Virtual Device and SIMION Toolkit codes. In accelerator tube, the extracted ion beam from the ion source is accelerated and converged thru the initial electrodes which each of the electrodes potential applied are slightly less than the former. Then, beam energy is increased by resemble acceleration electrodes and is guided to the target through drift tube. In this paper, we study beam dynamic in the simulated accelerator tube and effect of the different electrodes on the beam quality by features of the beam emittance criteria.