طراحی شتاب‌دهنده سیکلوترون 10 مگا الکترون‌ ولت

صلح‌جو, راحله; اسدی, محمدرضا; صابونچی, سعید; ذاکر حسینی, فرزاد; صالحی, ماندانا; عبدالرحمن, علی; نیکبخت, محسن; کراری, سیده زهرا; آفریده, حسین; قرقره‌چی, میترا

doi:10.18869/acadpub.ijpr.15.2.225

طراحی شتاب‌دهنده سیکلوترون 10 مگا الکترون‌ ولت

نویسندگان

راحله صلح‌جو ¹

محمدرضا اسدی ¹

سعید صابونچی ¹

فرزاد ذاکر حسینی ¹

ماندانا صالحی ¹

علی عبدالرحمن ¹

محسن نیکبخت ¹

سیده زهرا کراری ¹

حسین آفریده ¹

میترا قرقره‌چی ²

¹ 1دانشکده مهندسی انرژی و فیزیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، خیابان حافظ، تهران

² 2دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه Sungkyunkwan، سوان، کرهجنوبی

https://doi.org/10.18869/acadpub.ijpr.15.2.225

چکیده

پروژه طراحی و ساخت سیکلوترون 10 مگا الکترون‌ولت از سال 1391 با محوریت دانشگاه صنعتی امیرکبیر و همکاری دانشگاههای دیگر آغاز شده و تاکنون فاز طراحی مفهومی و مهندسی آن به پایان رسیده است. هدف اصلی این سیکلوترون کوچک، ایجاد باریکه پروتون جهت تولید رادیوایزوتوپهای مورد استفاده در دستگاه PET میباشد. این سیکلوترون از قسمتهای مختلفی مانند مگنت، کاواک، چشمه یونی، سامانه RF و LLRF، سامانه خلأ، سامانه خنککننده، سامانه تقویتکننده توان و سامانه منابع تغذیه تشکیل شده است. در این مقاله، مختصری از مبانی طراحی پیکره اصلی سیکلوترون و نتایج نهایی شبیهسازی آنها ارائه شده است. لازم به ذکر است که این شبیهسازیها با دقیقترین نرم‌افزارها همچون TOSCA،ANSYS ، HFSS، SolidWorks و CST انجام و بهینه شده است. همچنین امکانسنجی ساخت تمام قطعات، انجام شده و ابعاد و پارامترهای اجزای مختلف دستگاه با استانداردهای ساخت هماهنگ شده است

کلیدواژه‌ها

: شتاب‌دهنده

سیکلوترون

مگنت

کاواک

چشمه یونی PIG

سامانه RF

نرم‌افزار TOSCA

عنوان مقاله English

Design of 10 MeV cyclotron accelerator

نویسندگان English

R Solhju ¹

M R Asadi ¹

S Sabounchi ¹

F Zaker Hosseini ¹

M Salehi ¹

A Abdorrahman ¹

M Nikbakht ¹

Z Karrari ¹

H Afarideh ¹

M Ghergherehchi ²

چکیده English

Design and construction of 10MeV cyclotron has been started at Amirkabir University of Technology since 2012. So far, the conceptual and detail engineering design phases have been finalized. The main purpose of this baby cyclotron is to generate proton beam for the production of PET radioisotopes. The cyclotron consists of magnet, cavity, ion source, RF and LLRF system, vacuum system, cooling system, power amplifiers and power supplies system. In this paper, a brief of design principles for all the parts of cyclotron and their final simulation results is presented. It should be noted that these simulations have been performed and optimized by the most accurate softwares such as TOSCA, ANSYS, HFSS, SolidWorks and CST. Also, the manufacturing feasibility of all the parts is performed and their dimensions and parameters are synchronized with manufacturing standards

کلیدواژه‌ها English

accelerator

cyclotron

magnet

cavity

PIG ion source

RF system

TOSCA software

1. V Sabaiduc, “New High Intensity Compact Negative Hydrogen Ion Cyclotrons”, Proceeding Cyclotrons, Lanzhou, China, MOPCP017 (2010).
2. R Solhju, JKPS, 63 (2013).
3. S Zaremba, \"Magnet for Cyclotrons\", CERN-2006-012 )2006(.
4. B Qin, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Research A, 620 )2010(.
5. John J Livingood; “Principle of Cyclic Particle Accelerators”, D Van Nostrand Company, INC )1961(.
6. J H Oh, “Design Of Rf System For Compact AVF Cyclotron”, of Proceeding Cyclotrons, Lanzhou, China, MOPCP024 (2010).
7. V Afzalan, “Design And Simulation Of Cavity For 10mev Compact Cyclotron”, of Proceeding Cyclotrons, Vancouver, Canada, TUPPT024 (2013).
8. I G Brown, “The Physics and Technology of Ion Sources”, John Wiley & Sons, Singapore (1988).
9. S H Lee, “Development Of 20kw Rf Amplifier For Compact Cyclotron”, Proceeding Cyclotrons, Vancouver, Canada, TUPPT028 (2013).
10. A Abdorrahman, “Control System of 10MeV Baby Cyclotron”, of Proceeding Cyclotrons, Canada, TUPPT001 (2013).