Van de graff electron accelerator focusing and scanning system

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, 400KeV elektron hızlandırıcısında demeti odaklamak ve istenen pozisyona yönlendirmek için demet odaklama ve tarama sistemi kurulması amaçlanmıştır. Bu amaçla manyetik lenslerde elektronların hareketini izleyen bir bilgisayar simülasyon programı yazılmış ve elektronların manyetik lensten çıktıktan sonra saptırma sistemlerindeki sapma miktarı nümerik olarak incelenmiştir. Hesaplamalarda yüklü parçacıkların manyetik alanda hareket denklemlerinin kulanılarak, bilgisayar üzerinde sayısal yöntemlerle çözümlenmesi ilkesi kullanılmıştır. Simülasyon programı `Electron Trajectory Program` (ETP) olarak adlandırılmıştır. Bu program sabit, düzenli artan, Gaussian ve düzenli artıp bobin sonuna doğru azalan manyetik alan şekilleri için çalıştırılmıştır. Çalışmada elektron demet çapının Icm'den O.öcm'e indirilmesi hedeflenmiştir. Ancak pratikte programın çalışması belirli adımlarla çıkış ürettiği için uygun çıkış çapı olarak 0.52cm belirlenmiştir. Bu değer için gerekli minimum manyetik alan değerleri incelenmiştir. Amaca en uygun olarak düzenli artan alan şekli bulunmuştur. Demetin saptırılması için hazır olarak bulunabilen bir televizyon saptırma bobin seti kullanılmıştır. Bu bobinlerin manyetik alanları ölçülmüş ve bu değerler için sapma miktarları hesaplanmıştır. Ancak çalışmanın uygulama aşamasında hızlandarıcının arızalanması nedeniyle deneysel çalışmalar tamamlanamamıştır.

SUMMARY In this study, it was planned to construct a beam focusing and scanning system to direct the beam to desired position in a 400KeV electron accelerator. For this purpose a computer simulation program was written to trace the path of electrons. Furthermore it is also examined the electrons' deflection in a deflection system after passing through a magnetic lens. Numerical calculations was carried out by solving the equation of motion of charged particles in a magnetic field. The simulation program was called `Electron Trajectory Program` (ETP). The program was run for constant, ramp, Gaussian and a type of field that is increasing as linear and decreasing at the end of coil. It was aimed to reduce the beam diameter from 1cm to 0.5cm. Since the program was producing stepwise output, the suitable output diameter was selected as 0.52cm. The minimum magnetic field values was examined for this value. It was found that the ramp input is the most suitable type of magnetic field for this aim. A standard television deflection coil set was used to deflect the beam. Magnetic field was measured in these coils and deflection amount was calculated for these values. It was not completed the experimental works, since the accelerator was out of service.