طراحی خوشه‌ساز شتاب‌دهنده‌ی خطی الکترون از نوع موج‌رونده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه کاربرد پرتوها، دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، صندوق پستی: 1983963113، تهران-ایران

2 پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM)، صندوق پستی: 5531-19395، تهران-ایران

چکیده

اجرای پروژه‌ی طراحی و ساخت شتاب‌دهنده‌ی خطی الکترون توسط وزارت علوم، تحقیقات و فن‌آوری، به عهده‌ی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی گذاشته شده است. هدف تحقیقات جاری دست‌یابی به دانش و فن‌آوری ساخت اجزای شتاب‌دهنده‌ی خطی است که یکی از مؤلفه‌های آن، خوشه­ساز است. در این مقاله دو نوع خوشه­ساز معرفی شده و یکی از آن­ها یعنی خوشه­ساز نوع بارگذاری شده با صفحه برای طراحی و ساخت انتخاب شده ­است. با مطالعه‌ی حرکت الکترون­ها در میدان مابین روزنه‌ی صفحه­ها و استفاده از معادلات حاکم بر تئوری موج‌برهای بارگذاری شده با صفحه، ابعاد خوشه­ساز موردنظر این طرح به دست آمده ­است. در محاسبات و برای شبیه­سازی از نرم­افزار MATLAB و کد SUPERFISH استفاده شده و گستره‌ی فازی ورودی و خروجی این طراحی، به ترتیب، برابر 348 و 50 درجه تعیین گردیده است. این، به ضریب خوشه­سازی حدود 7 می­انجامد که مقدار مناسبی برای این نوع خوشه­ساز­ها است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design of the Buncher of Travelling-Wave Linear Accelerator

نویسندگان [English]

  • F Ghasemi 1
  • F Abbasi Davani 1
  • M Lamehi Rashti 2
  • H Shaker 2
چکیده [English]

The project of design and construction of linear electron accelerator is being performed by the Ministry of Science, Research and Technology and Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM). The aim of the current research is to achieve the knowledge and the technology of manufacturing the components of linear accelerator; one of these components is buncher. In this paper, two types of bunchers are introduced, while the disk-loaded type has been selected to be fabricated. Studying the electrons motion in the field through the aperture of the disks and using the equations of disk-loaded waveguide theory, the dimensions of the desired buncher for this project were obtained. MATLAB software and SUPERFISH code were used in calculations and simulations. The design led to the initial and final phase ranges of 348 degrees and 50 degrees, respectively. The mentioned values for the initial and final phase ranges resulted in a bunching factor of about 7 that is appropriate for this type of the bunchers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • E-Linac
  • Buncher
  • Disk-Loaded Waveguide
  • Superfish

 

  1. 1.    M. Pierre, Lapostolle & albert l. Septier/ Linear Accelerators/ NORTH-HOLLAND PUBLISHING COMPANY–AMSTERDAM (1970).

 

  1. 2.    WALDEMAR SCHARF/ PARTICLE ACCELERATORS AND THEIR USES/ Harwood academic publishes/London (1986).

 

  1. 3.    C.J. Karzmark, “Department of Radiation Oncology Stanford University School of Medicine,” Medical Electron Accelerators, McGraw Hill-New York (1993).

 

  1. 4.    س. ناظمی، ”طراحی و ساخت کاواک شتاب‌گر خطی الکترون،“ پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه کاربرد پرتوها، دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی (1387).                                         

 

  1. 5.     ف. عباسی‌دوانی و س. ناظمی، ”محاسبه ابعاد کاواک یک شتاب‌گر خطی الکترون پزشکی،“ پذیرفته شده در مجله علوم و فنون هسته‌ای (1388).                                                                 

 

  1. 6.    M. Chodorow, E.L. Ginzton, W. Hansen, L. Kyhl, B. Neal, W.K.H. Panofsk, “Stanford high-energy linear electron accelerator (Mark III),” The Review of Scientific Instrument, VOLUME 26 (1955).