نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رضا کاوسی امید ¹
• سیدظفراله کلانتری ²
• شاهین صنایع حجری ³
• فرشاد قاسمی ⁴

¹ صنعتی اصفهان

² دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان

³ پژوهشکده فیزیک و شتابگرها - پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای- سازمان انرژی اتمی ایران

⁴ پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده فیزیک و شتابگرها

چکیده

در یک شتابدهنده خطی توان بالا عامل جریان یک پارامتر محدود کننده است و بهره‌ی انرژی ذرات را تحت تاثیر قرار می‌دهد. باریکه قابلیت تحریک مدهای شتابدهی و مراتب بالا را داراست. اثرات باریکه در برانگیختن مدهای شتابدهی تحت عنوان بارگذاری باریکه شناخته می‌شود. در این مقاله اثر بارگذاری باریکه برای یک تیوب شتابدهی موج‌رونده امپدانس ثابت در باند S توسط نرم افزار CST شبیه سازی شده و نتایج حاصل از آن با رابطه نظری بدست آمده از پایستگی انرژی مقایسه شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی میزان اثرات بارگذاری باریکه در ساختارهای شتابدهی امپدانس ثابت است. مقایسه‌ی نتایج نشان می‌دهد تطابق مناسبی بین شبیه‌سازی و رابطه‌ی نظری وجود دارد. نتایج نشان می‌دهد که میزان اثرات بارگذاری باریکه با تغییر طراحی رادیوفرکانسی غیرقابل جبران است. نتایج این بررسی جهت طراحی شتابدهنده‌ای پرتوان با انرژی MeV 30 و توان متوسط kW 30 در باند S استفاده خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

• بهره انرژی
• مدهای شتابدهی
• بارگذاری باریکه
• تیوب شتابدهی موج‌رونده
• باند S

عنوان مقاله [English]

Investigation of the beam loading effects in a constant-impedance traveling wave acceleration tube

نویسندگان [English]

• REZA Kavusiomid ¹
• Seyed Zafarollah Kalantari ²
• Shahin Sanaye Hajari ³
• F Ghasemi ⁴

¹ Isfahan University of Technology

² Department of Physics, Isfahan University of Technology

³ School of Physics and Accelerator, Institute for research in Nuclear Science and Technology, Atomic Energy Organization of Iran

⁴ School of Physics and Accelerators, Institute for Science and Nuclear Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

In a high power linear accelerator, the current factor is a limiting parameter and affects the energy gain of the particles. Beam has the ability to excite acceleration modes and higher-Order. The beam effects in the excitation of acceleration modes are known as beam loading. In this article, the beam loading effect for a constant impedance traveling wave accelerating tube in S band is simulated by CST software and the results are compared with the theoretical relation obtained from energy conservation. The main purpose of this article is to investigate the effects of beam loading in constant impedance acceleration structures. The comparison of the results shows that there is a good match between the simulation and the theoretical relationship. The results show that the beam loading effects cannot be compensated by changing the radiofrequency design. The results of this study will be used to design a high-powered accelerator with an energy of 30 MeV and an average power of 30 kW in the S band.

کلیدواژه‌ها [English]

• Energy gain
• acceleration modes
• beam loading
• traveling wave accelerating
• S-band