طراحي خوشه‌ساز شتاب‌دهنده‌ي خطي الكترون از نوع موج‌رونده

طراحي خوشه‌ساز شتاب‌دهنده‌ي خطي الكترون از نوع موج‌رونده

چكيده: اجراي پروژه‌ي طراحي و ساخت شتاب‌دهنده‌ي خطي الكترون توسط وزارت علوم، تحقيقات و فن‌آوري، به عهده‌ي پژوهشگاه دانش‌هاي بنيادي گذاشته شده است. هدف تحقيقات جاري دست‌يابي به دانش و فن‌آوري ساخت اجزاي شتاب‌دهنده‌ي خطي است كه يكي از مولفه‌هاي آن، خوشه ساز است. در اين مقاله دو نوع خوشه ساز معرفي شده و يكي از آن ها يعني خوشه ساز نوع بارگذاري شده با صفحه براي طراحي و ساخت انتخاب شده است. با مطالعه‌ي حركت الكترون ها در ميدان مابين روزنه‌ي صفحه ها و استفاده از معادلات حاكم بر تيوري موج‌برهاي بارگذاري شده با صفحه، ابعاد خوشه ساز موردنظر اين طرح به دست آمده است. در محاسبات و براي شبيه سازي از نرم افزار MATLAB و كد SUPERFISH استفاده شده و گستره‌ي فازي ورودي و خروجي اين طراحي، به ترتيب، برابر 348 و 50 درجه تعيين گرديده است. اين، به ضريب خوشه سازي حدود 7 مي انجامد كه مقدار مناسبي براي اين نوع خوشه ساز ها است.

Abstract: 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.