نویسندگان

• فرشاد قاسمی ¹
• فریدون عباسی دوانی ¹
• محمد لامعی رشتی ²
• حامد شاکر ²

¹ دانشگاه شهید بهشتی تهران

² پژوهشگاه دانشهای بنیادی

چکیده

  در این مقاله اهمیت خوشه ‎ ساز در شتابدهنده ‎ های خطی الکترون مورد بحث قرار گرفته و دو نوع خوشه ‎ ساز مدولاسیون سرعت و خوشه‎ساز بارگذاری شده با صفحه، معرفی شده ‎ اند. بالاتر بودن ضریب خوشه ‎ سازی، بزرگتر بودن گستره فاز اولیه وکوچکتر بودن گستره فاز نهایی، موارد مطلوب در خوشه ‎ ساز بارگذاری شده با صفحه هستند. بررسی ‎ های انجام شده نشان می ‎ دهند که تغییرات مناسب شدت میدان و سرعت فاز، دست ‎ یابی به این موارد را امکان ‎ پذیر می ‎ سازند. عوامل موثر بر خوشه ‎ سازی الکترون ‎ ها با به کارگیری معادلات حاکم بر حرکت آنها مورد بررسی قرار گرفته و دینامیک حرکت الکترون در طول خوشه ساز، شبیه ‎ سازی شده است. نتایج حاصل از محاسبات و شبیه ‎ سازی نشان می ‎ دهند؛ الف- برای اینکه الکترون ‎ ها بیشترین انرژی را دریافت کنند، بهترین شکل سرعت فاز، آن است که پس از خوشه ‎ کردن الکترون ‎ ها، باعث رسیدن آنها به فاز ( 90 -) شود. ب-کاهش شدت میدان اولیه نیز باعث افزایش گستره فاز اولیه می ‎ شود و اگر شدت میدان از ابتدا بزرگ باشد، تغییرات سرعت فاز نیز بزرگ خواهد بود و سریعاً به مقدار یک خواهد رسید. در این صورت گستره فاز اولیه کوچک خواهد شد. ج- ولتاژ تفنگ الکترونی اندازه اولیه سرعت فاز را تغییر می ‎ دهد. افزایش ولتاژ تفنگ، زیادشدن گستره فاز اولیه را در برخواهد داشت و برعکس. طراحی و ساخت خوشه ‎ ساز مناسب برای اولین شتابدهنده خطی الکترون در حال ساخت در ایران براساس نتایج این مقاله انجام شده است که در بخش پایانی گزارش می‌شود.

کلیدواژه‌ها

• شتابدهنده خطی
• خوشه ساز
• دینامیک باریکه
• ضریب خوشه‌سازی
• طراحی خوشه‌ساز

عنوان مقاله [English]

Evaluation and analysis of the factors influencing the electron beam dynamics through the buncher of LINAC

نویسندگان [English]

• F Ghasemi ¹
• F Abbasi ¹
• M Lamehi ²
• H Shaker ²

¹

²

چکیده [English]

 In this paper, the importance of the buncher in linear electron accelerators is discussed and two types of bunchers, velocity-modulation and disk-loaded, are introduced. Higher bunching factor, larger initial phase range, and smaller final phase range are favorable in the disk-loaded buncher. Our investigations showed that the aforementioned situations can be met by appropriate changes in the field strength and the phase velocity. In this study, factors affecting the bunching of electrons have been surveyed using the equations of electron motion. The dynamics of the electron movement through the buncher has been simulated. The results of simulation and calculations revealed that: (1) in order to deliver the maximum energy to the electrons, phase velocity should vary so that a phase of – 90 degrees is achieved by the electrons after the bunching, (2) reducing the initial field strength also increases the initial phase range. If the field strength is large from the beginning, the phase velocity variations will be large and rapidly reach a value of 1. In this case, the initial phase range will become small, (3) the electron gun voltage changes the initial phase the larger the value of the gun voltage, the wider the initial phase range, and vice versa. The result of this study is going to be applied for design and fabrication of the first Iranian linear accelerator that is under construction.

کلیدواژه‌ها [English]

• electron beam dynamic
• LINAC
• buncher design