Mô phỏng hệ thống dẫn chùm positron chậm bằng phần mềm chuyên dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Bùi Xn Huy MƠ PHỎNG HỆ THỐNG DẪN CHÙM POSITRON CHẬM BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Bùi Xuân Huy MÔ PHỎNG HỆ THỐNG DẪN CHÙM POSITRON CHẬM BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 844 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRẦN QUỐC DŨNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn với tên "Mô hệ thống dẫn chùm positron chậm phần mềm chuyên dụng" cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn PGS.TS Trần Quốc Dũng Các số liệu, kết nghiên cứu trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị khác Các thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng Tác giả Bùi Xuân Huy LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc nhất, xin chân thành gửi lời cảm ơn đến PGS TS Trần Quốc Dũng – người Thầy trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến q thầy khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, người thầy người cô truyền đạt cho kiến thức quý báu giúp đỡ tơi nhiều suốt q trình tơi học tập trường Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn đến cử nhân Cao Thanh Long nhóm nghiên cứu phịng Vật lí phân tích hạt nhân Trung tâm Hạt nhân thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ hỗ trợ tận tình q trình tơi nghiên cứu Tơi gửi lời cảm ơn đến phòng Đào tạo Sau đại học – Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh Trường THPT Nguyễn Huệ - Lagi – Bình Thuận tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa học Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè ủng hộ, động viên giúp đỡ suốt thời gian qua Xin chúc quý thầy cô mạnh khỏe thành cơng nghiệp trồng người TP Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 09 năm 2018 Tác giả Bùi Xuân Huy MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt ký hiệu Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DẪN CHÙM POSITRON CHẬM VÀ PHẦN MỀM SIMION 1.1 Positron 1.2 Hệ thống dẫn chùm positron chậm 1.2.1 Nguồn phát positron 1.2.2 Bộ làm chậm positron 1.2.3 Bộ lọc positron 11 1.2.4 Bộ vận chuyển chùm positron dùng điện từ trường 13 1.3 Tổng quan phần mềm mô SIMION 16 1.3.1 Phương pháp mô điện trường 17 1.3.2 Phương pháp mô từ trường 20 1.3.3 Phương pháp tính tốn quỹ đạo điện tích 21 1.3.4 Sử dụng ngôn ngữ LUA phần mềm SIMION 24 Chương MÔ PHỎNG HỆ THỐNG DẪN CHÙM POSITRON CHẬM SỬ DỤNG PHẦN MỀM SIMION 29 2.1 Kiểm tra hiệu lực tính tốn mơ phần mềm SIMION 29 2.1.1 Mô thành phần tạo từ trường 29 2.1.2 Mô thành phần tạo điện trường 32 2.2 Mô hệ thống dẫn chùm positron chậm 35 2.2.1 Mô hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc ExB (PB – T0) 36 2.2.2 Mô hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 500 (PB – S50) 38 2.2.3 Mô hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 900 (PB – H90) 39 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Khảo sát mơ hình thiết kế PB – T0, PB – S50 PB – H90 41 3.1.1 Khảo sát với chùm positron đơn 41 3.1.2 Khảo sát với chùm positron có lượng liên tục 43 3.1.3 Khảo sát với trường hợp làm lệch cuộn solenoid 47 3.1.4 Nhận xét 49 3.2 Khảo sát cho thiết kế hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong nhóm PB – S 50 3.2.1 Khảo sát với nguồn phát positron đơn 50 3.2.2 Khảo sát với nguồn phát positron có lượng liên tục 53 3.2.3 Nhận xét 58 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU PAS Positron Annihilation Spectroscopy Phương pháp phổ kế hủy cặp PALS Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy Phương pháp phổ kế đo thời gian sống positron DBS Doppler Broadening Spectroscopy Phương pháp phổ kế đo độ giãn nở Doppler SPONSOR Slow Positron System Of Rossendorf Hệ thống dẫn chùm positron chậm Rossendorf – Đức LINAC The Linear Accelerator Máy gia tốc tuyến tính FWHM Full width at half maximum Độ rộng toàn phần vị trí nửa cực đại PB Positron Beam Hệ thống dẫn chùm positron chậm PB – T0 Hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc ExB PB – S50 Hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng đoạn cong 500 kết hợp từ trường PB – H90 Hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng đoạn cong 900 kết hợp từ trường với cuộn solenoid đoạn cong quấn trực tiếp lên ống chân không DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Dữ liệu số đồng vị phóng xạ   thường dùng để tạo positron thiết bị dẫn chùm positron chậm Bảng 1.2 Một số biến sử dụng đoạn chương trình LUA 26 Bảng 3.1 Kết thống kê bia mẫu trường hợp khảo sát với chùm hạt positron đơn 41 Bảng 3.2 Kết thống kê bia mẫu trường hợp khảo sát chùm hạt positron có lượng phân bố liên tục 44 Bảng 3.3 Kết thống kê bia mẫu trường hợp khảo sát với chùm hạt positron đơn cho hệ thống dẫn chùm positron chậm nhóm PB – S 51 Bảng 3.4 Kết thống kê bia mẫu trường hợp khảo sát với chùm hạt positron liên tục cho hệ thống dẫn chùm positron chậm nhóm PB – S 56 Bảng 3.5 Thông số thiết kế thành phần điện hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S70 57 Bảng 3.6 Thông số thiết kế cho cuộn dây hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S70 58 Bảng 3.7 Thông số thiết kế cho cuộn dây lái hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S70 59 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh quỹ đạo positron qua buồng mây Wilson Anderson công bố vào năm 1933 - chứng chứng tỏ tồn positron Hình 1.2 Dạng Makhovian độ sâu thâm nhập chùm positron silic đơn tinh thể Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý chung hệ thống dẫn chùm positron chậm Hình 1.4 Bản vẽ thiết kế hình ảnh thực tế nguồn 22Na iThemba LABS Hình 1.5 Hình ảnh thực tế làm chậm W(110) đơn tinh thể dạng lưới tháo rời khỏi nguồn Hình 1.6 Phân bố lượng positron từ nguồn 22Na sau qua làm chậm 10 Hình 1.7 Nguyên lý thiết kế hình ảnh thực tế lọc ExB 11 Hình 1.8 Quỹ đạo xoắn ốc positron từ trường B, với rc bán kính quỹ đạo lg chiều dài hồi chuyển 12 Hình 1.9 Bộ lọc positron (e+) sử dụng đoạn uốn cong kết hợp từ trường…… ….13 Hình 1.10 Cuộn solenoid (a) cặp cuộn Helmholtz (b) 13 Hình 1.11 Hình ảnh thực tế cuộn solenoid hệ thống dẫn chùm positron chậm 14 Hình 1.12 Hình ảnh thực tế cuộn dây lái 14 Hình 1.13 Nguyên lý thiết kế phận gia tốc hình ảnh thực tế gia tốc dạng phễu 15 Hình 1.14 Ma trận hai chiều SIMION Điện điểm thuộc điện cực (màu đen) người xác định điện điểm nằm điện cực (màu xanh) SIMION tính tốn 17 Hình 1.15 Giao diện Modify phần mềm SIMION 18 Hình 1.16 Dịng lệnh định nghĩa đoạn ống cong 900 GEM file 19 Hình 1.17 Giao diện Refine phần mềm SIMION 19 Hình 1.18 Đoạn chương trình định nghĩa cuộn solenoid phần mềm SIMION 20 Hình 1.19 Giao diện khơng gian làm việc SIMION 21 Hình 1.20 Giao diện Particles định nghĩa nguồn phát hạt không gian làm việc phần mềm SIMION 22 Hình 1.21 File ION định nghĩa nguồn phát gồm hạt tạo excel 22 Hình 1.22 Giao diện lựa chọn thơng số ghi lại thẻ Particles phần mềm SIMION 23 Hình 1.23 Kết mô quỹ đạo chùm hạt thấu kính Einzel phần mềm SIMION với chế độ xem hai chiều (a), ba chiều (b) theo lượng (c) 24 Hình 2.1 Bố trí hình học cuộn dây điện hệ thống SPONSOR 29 Hình 2.2 Hình ảnh thực tế cuộn S1 (a), kết mô vec-tơ từ trường cuộn dây (b) hình ảnh cuộn dây vẽ phần mềm SIMION (c) 30 Hình 2.3 So sánh cảm ứng từ dọc trục cuộn H1 kết mô SIMION với kết đo đạc hệ thống SPONSOR 31 Hình 2.4 So sánh cảm ứng từ dọc trục cuộn S1 kết mô SIMION với kết đo đạc hệ thống SPONSOR 31 Hình 2.5 So sánh cảm ứng từ dọc trục cuộn S4 kết mô SIMION với kết đo đạc hệ thống SPONSOR 31 Hình 2.6 Thiết kế phận tiền gia tốc hệ thống SPONSOR 32 Hình 2.7 Thiết kế phận gia tốc hệ thống SPONSOR 32 PL4 Phụ lục 3b Thông số thiết kế cho cuộn dây tạo từ trường mơ hình thiết kế hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc ExB (PB – T0) Cuộn dây H1 H2 H3 H4 S1 S1l S1r S2 S2l S2r S3 S3l S3r S4 S4l S4l S5 S5l S5r Chiều dài (mm) 50 50 50 50 150 40 40 616 50 50 120 40 40 120 40 40 258 40 40 Bán kính (mm) 225 230 235 245 200 210 210 200 208 208 200 208 208 200 208 208 200 208 208 Đường kính dây quấn (mm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Số vòng lớp Số lớp Tồng số vòng 24 24 24 24 75 20 20 308 25 25 60 20 20 60 20 20 129 20 20 27 20 18 34 2 2 2 2 648 480 432 816 375 40 60 1232 50 50 240 40 40 240 40 40 516 20 20 Dòng điện cung cấp (A) 5 2,5 3,5 5 4 1 Phụ lục 3c Cảm ứng từ dọc trục hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – T0 thu từ phần mềm SIMION PL5 Phụ lục 4a Thông số thiết kế thành phần điện hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 500 (PB – S50) Thành phần Nguồn phát positron Điện cực tiền gia tốc Thơng số thiết kế Bán kính cửa sổ nguồn Bán kính điện cực Hiệu điện nguồn điện cực lưới Góc cong Giá trị mm mm 27 V 500 Bán kính cong 1200 mm Chiều dài ống 3120 mm Bán kính 32,5 mm Bán kính 36 mm Cùng điện áp với phận gia tốc Ống chân không Điện áp đoạn ống từ nguồn tới phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ sau phận gia tốc vị trí bia mẫu Bề dày điện cực Bán kính điện cực Bán kính lỗ trịn tâm điện cực Khoảng cách điện cực Bộ phận gia tốc Điện áp cung cấp cho cực Bề dày độ Bán kính độ Khẩu độ Bán kính lỗ trịn tâm Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới độ Bề dày bia mẫu Bán kính bia mẫu Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới bia mấu Bia mẫu 0V mm 30 mm 10 mm 20 mm Có thể thay đổi tuỳ vào mục đích, giảm cho cực mm 32,5 mm Có thể thay đổi 350 mm mm 25 mm 950 mm Phụ lục 4b Thông số thiết kế cho cuộn dây hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 500 (PB – S50) Cuộn dây H1 H2 H3 Chiều dài (mm) 50 50 50 Bán kính (mm) 225 225 227 Đường kính dây quấn (mm) 2 Số vịng lớp Số lớp Tổng số vòng 24 24 24 24 17 23 576 408 552 Dòng điện cung cấp (A) 5 PL6 H4 S1 S1l S1r Z1 Z1l Z1r S2 S2l S2r Z2 Z2l Z2r S3 S3l S3r S4 S4l S4l Z3 Z3l Z3r S5 S5l S5r 50 144 55 52 130 40 40 1047 210 420 116 47 47 144 52 52 393 103 104 120 30 30 343 108 110 225 200 208 208 140 148 148 140 148 148 140 148 148 200 208 208 200 207 207 140 148 148 110 118 118 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 24 69 26 26 62 19 19 508 23 86 23 23 70 24 24 217 50 50 48 14 14 165 52 53 24 4 2 4 2 4 4 2 576 276 52 78 248 57 38 2032 18 46 344 69 46 280 48 48 868 200 200 192 28 56 495 104 106 2,5 3,5 2,5 2 4,5 4,5 4,5 2,5 5 0,5 Phụ lục 4c Thông số thiết kế cho cuộn dây lái mơ hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 500 (PB – S50) Cuộn dây Chiều dài (mm) Trên Dưới Trái Phải 10 10 10 10 Bán Đường kính kính dây (mm) quấn (mm) 220 220 220 220 2 2 Số vòng lớp 10 10 10 10 Số lớp Tổng số vòng 1 1 10 10 10 10 Dòng điện cung cấp (A) 3,5 Khoảng cách từ trục hệ thống tới tâm cuộn (mm) 285 285 285 285 PL7 Phụ lục 4d Cảm ứng từ dọc trục hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S50 thu từ phần mềm SIMION Phụ lục 5a Thông số thiết kế thành phần điện mơ hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 900 (PB – H90) Thành phần Thông số thiết kế Giá trị Nguồn phát positron Bán kính cửa sổ nguồn mm Bán kính điện cực Hiệu điện nguồn điện cực Khoảng cách từ nguồn điện cực Góc cong Bán kính cong Chiều dài ống Bán kính Bán kính mm 27 V mm 900 1200 mm 3428 mm 32,5 mm 36 mm Điện áp đoạn ống từ nguồn tới phận gia tốc Cùng điện áp với phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ sau phận gia tốc vị trí bia mẫu 0V Bề dày điện cực Bán kính điện cực Bán kính lỗ trịn tâm điện cực mm 30 mm 10 mm Điện cực tiền gia tốc Ống chân không Bộ phận gia tốc PL8 Khoảng cách điện cực 20 mm Điện áp cung cấp cho điện cực Có thể thay đổi tuỳ vào mục đích, giảm cho điện cực Bề dày độ Bán kính độ Khẩu độ Bia mẫu mm 32,5 mm Có thể thay đổi Bán kính lỗ tròn tâm Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới độ 350 mm Bề dày bia mẫu Bán kính bia mẫu mm 25 mm Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới bia mẫu 950 mm Phụ lục 5b Thông số thiết kế cho cuộn dây mơ hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 900 (PB – H90) Dịng Chiều Bán Đường dài kính kính dây (mm) (mm) quấn (mm) H1 50 233 24 18 432 H2 50 245 24 34 816 S1 1905 36 952 1904 S2 220 36 110 440 S2l 70 36 35 105 1,5 S2r 12 36 18 3,5 S3 80 70 40 120 5,5 S3l 20 76 10 30 S3r 10 76 10 S4 310 100 155 620 3,5 S4l 80 108 40 80 4,5 S4r 26 108 13 40 S5 120 200 60 240 S5l 40 208 20 40 Cuộn dây Số vòng Số Tổng số điện lớp lớp vòng cung cấp (A) PL9 S5r 40 208 20 40 S6 120 200 60 240 S6l 40 208 20 40 S6r 40 208 20 40 S7 258 200 129 516 S7l 40 208 20 40 S7r 40 208 20 40 Phụ lục 5c Thông số thiết kế cho cuộn dây lái mơ hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 900 (PB – H90) Cuộn dây Chiều dài (mm) Bề rộng (mm) Đường kính dây quấn (mm) Số vòng lớp Số lớp Tổng số vòng Dòng điện cung cấp (A) Khoảng cách từ trục hệ thống tới tâm cuộn (mm) Trên Dưới Trái Phải 16 16 16 16 70 70 70 70 4 4 1 1 5 5 5 5 1,4 0,2 40 40 40 40 Phụ lục 5d Cảm ứng từ dọc trục hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mô hình PB – H90 thu từ phần mềm SIMION PL10 Phụ lục 6a Thông số thiết kế thành phần điện hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 300 (PB – S30) Thành phần Nguồn phát positron Điện cực tiền gia tốc Thơng số thiết kế Bán kính cửa sổ nguồn Bán kính điện cực Hiệu điện nguồn điện cực lưới Góc cong Giá trị mm mm 27 V 300 Bán kính cong 1200 mm Chiều dài ống 2701 mm Bán kính 32,5 mm Bán kính ngồi 36 mm Cùng điện áp với phận gia tốc Ống chân không Điện áp đoạn ống từ nguồn tới phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ sau phận gia tốc vị trí bia mẫu Bề dày điện cực Bán kính điện cực Bán kính lỗ trịn tâm điện cực Khoảng cách điện cực Bộ phận gia tốc Điện áp cung cấp cho cực Bề dày độ Bán kính độ Khẩu độ Bán kính lỗ tròn tâm Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới độ Bề dày bia mẫu Bán kính bia mẫu Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới bia mấu Bia mẫu 0V mm 30 mm 10 mm 20 mm Có thể thay đổi tuỳ vào mục đích, giảm cho cực mm 32,5 mm Có thể thay đổi 350 mm mm 25 mm 950 mm Phụ lục 6b Thông số thiết kế cho cuộn dây hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 300 (PB – S30) Cuộn dây H1 H2 Chiều dài (mm) 50 50 Bán kính (mm) 225 225 Đường kính dây quấn (mm) 2 Số vịng lớp Số lớp Tổng số vòng 24 24 24 17 576 408 Dòng điện cung cấp (A) PL11 H3 H4 S1 S1l S1r Z1 Z1l Z1r S2 S2l S2r Z2 Z2l Z2r S3 S3l S3r S4 S4l S4l Z3 Z3l Z3r S5 S5l S5r 50 50 144 55 52 130 40 40 628 210 420 116 47 47 144 52 52 393 103 104 120 30 30 343 108 110 227 225 200 208 208 140 148 148 140 148 148 140 148 148 200 208 208 200 207 207 140 148 148 110 118 118 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 24 24 69 26 26 62 19 19 310 19 86 23 23 70 24 20 217 50 50 48 14 14 165 52 53 23 24 4 2 4 2 4 4 2 552 576 276 52 78 248 57 38 1240 38 18 344 69 46 280 48 40 868 200 200 192 28 56 495 104 106 2,5 3,5 2,5 4 5,25 4,5 2,5 5,25 0,25 Phụ lục 6c Thông số thiết kế cho cuộn dây lái mơ hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 300 (PB – S30) Cuộn dây Chiều dài (mm) Trên Dưới Trái Phải 10 10 10 10 Bán Đường kính kính dây (mm) quấn (mm) 220 220 220 220 2 2 Số vòng lớp 10 10 10 10 Số lớp Tổng số vòng 1 1 10 10 10 10 Dòng điện cung cấp (A) 0,5 1,5 1,0 0,5 Khoảng cách từ trục hệ thống tới tâm cuộn (mm) 285 285 285 285 PL12 Phụ lục 6d Cảm ứng từ dọc trục hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S30 thu từ phần mềm SIMION Phụ lục 7a Thông số thiết kế thành phần điện hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 700 (PB – S70) Thành phần Nguồn phát positron Điện cực tiền gia tốc Ống chân không Thông số thiết kế Bán kính cửa sổ nguồn Bán kính điện cực Hiệu điện nguồn điện cực lưới Góc cong Giá trị mm mm 27 V 700 Bán kính cong 1200 mm Chiều dài ống 3539 mm Bán kính 32,5 mm Bán kính ngồi 36 mm Cùng điện áp với phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ nguồn tới phận gia tốc Bộ phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ sau phận gia tốc vị trí bia mẫu Bề dày điện cực Bán kính điện cực 0V mm 30 mm PL13 Bán kính lỗ tròn tâm điện cực Khoảng cách điện cực 10 mm 20 mm Có thể thay đổi tuỳ vào mục đích, giảm cho cực mm 32,5 mm Có thể thay đổi Điện áp cung cấp cho cực Bề dày độ Bán kính độ Khẩu độ Bán kính lỗ trịn tâm Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới độ Bề dày bia mẫu Bán kính bia mẫu Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới bia mấu Bia mẫu 350 mm mm 25 mm 950 mm Phụ lục 7b Thông số thiết kế cho cuộn dây hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 700 (PB – S70) Cuộn dây H1 H2 H3 H4 S1 S1l S1r Z1 Z1l Z1r S2 S2l S2r Z2 Z2l Z2r S3 S3l S3r S4 S4l S4l Z3 Z3l Z3r Chiều dài (mm) 50 50 50 50 144 55 52 130 40 40 628 210 420 116 47 47 144 52 52 393 103 104 120 30 30 Bán kính (mm) 225 225 227 225 200 208 208 140 148 148 140 148 148 140 148 148 200 208 208 200 207 207 140 148 148 Đường kính dây quấn (mm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Số vòng lớp Số lớp Tổng số vòng 24 24 24 24 69 26 26 62 19 19 724 19 86 23 23 70 24 20 217 50 50 48 14 14 24 17 23 24 4 2 4 2 4 4 576 408 552 576 276 52 78 248 57 38 2896 38 18 344 69 46 280 48 40 868 200 200 192 28 56 Dòng điện cung cấp (A) 5 3,5 2,5 3,5 2,5 4 3,25 5 6,5 4,5 2,5 PL14 S5 S5l S5r 343 108 110 110 118 118 2 165 52 53 2 495 104 106 0,5 Phụ lục 7c Thông số thiết kế cho cuộn dây lái mơ hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 700 (PB – S70) Cuộn dây Chiều dài (mm) Trên Dưới Trái Phải 10 10 10 10 Bán Đường kính kính dây (mm) quấn (mm) 220 220 220 220 2 2 Số vòng lớp 10 10 10 10 Số lớp Tổng số vòng 1 1 10 10 10 10 Dòng điện cung cấp (A) 2,0 1,0 1,0 Khoảng cách từ trục hệ thống tới tâm cuộn (mm) 285 285 285 285 Phụ lục 7d Cảm ứng từ dọc trục hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S70 thu từ phần mềm SIMION Phục lục 8a Thông số thiết kế thành phần điện hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 900 (PB – S90) Thành phần Nguồn phát positron Điện cực tiền gia tốc Ống chân khơng Thơng số thiết kế Bán kính cửa sổ nguồn Bán kính điện cực Hiệu điện nguồn điện cực lưới Góc cong Giá trị mm mm 27 V 900 PL15 Bán kính cong 1200 mm Chiều dài ống 3958 mm Bán kính 32,5 mm Bán kính ngồi 36 mm Cùng điện áp với phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ nguồn tới phận gia tốc Điện áp đoạn ống từ sau phận gia tốc vị trí bia mẫu Bề dày điện cực Bán kính điện cực Bán kính lỗ trịn tâm điện cực Khoảng cách điện cực Bộ phận gia tốc Điện áp cung cấp cho cực Bề dày độ Bán kính độ Khẩu độ Bán kính lỗ tròn tâm Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới độ Bề dày bia mẫu Bán kính bia mẫu Khoảng cách từ điện cực cuối phận gia tốc tới bia mấu Bia mẫu 0V mm 30 mm 10 mm 20 mm Có thể thay đổi tuỳ vào mục đích, giảm cho cực mm 32,5 mm Có thể thay đổi 350 mm mm 25 mm 950 mm Phụ lục 8b Thông số thiết kế cho cuộn dây hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng từ trường uốn cong 900 (PB – S90) Cuộn dây H1 H2 H3 H4 S1 S1l S1r Z1 Z1l Z1r S2 Chiều dài (mm) 50 50 50 50 144 55 52 130 40 40 628 Bán kính (mm) 225 225 227 225 200 208 208 140 148 148 140 Đường kính dây quấn (mm) 2 2 2 2 2 Số vòng lớp Số lớp Tổng số vòng 24 24 24 24 69 26 26 62 19 19 930 24 17 23 24 4 576 408 552 576 276 52 78 248 57 38 3720 Dòng điện cung cấp (A) 5 3,75 2,5 3,5 2,5 PL16 S2l S2r Z2 Z2l Z2r S3 S3l S3r S4 S4l S4l Z3 Z3l Z3r S5 S5l S5r 210 420 116 47 47 144 52 52 393 103 104 120 30 30 343 108 110 148 148 140 148 148 200 208 208 200 207 207 140 148 148 110 118 118 2 2 2 2 2 2 2 2 19 86 23 23 70 24 20 217 50 50 48 14 14 165 52 53 2 4 2 4 4 2 38 18 344 69 46 280 48 40 868 200 200 192 28 56 495 104 106 3,25 5 6,5 4,5 2,5 5 0,5 Phụ lục 8c Thông số thiết kế cho cuộn dây lái mô hình sử dụng đoạn ống cong với góc cong 900 (PB – S90) Cuộn dây Chiều dài (mm) Trên Dưới Trái Phải 10 10 10 10 Bán Đường kính kính dây (mm) quấn (mm) 220 220 220 220 2 2 Số vòng lớp 10 10 10 10 Số lớp Tổng số vòng 1 1 10 10 10 10 Dòng điện cung cấp (A) 1,25 1,25 Khoảng cách từ trục hệ thống tới tâm cuộn (mm) 285 285 285 285 Phụ lục 8d Cảm ứng từ dọc trục hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – S90 thu từ phần mềm SIMION PL17 Phụ lục Cấu trúc đoạn chương trình LUA mơ cuộn solenoid cuộn Helmholtz sử dụng phần mềm SIMION Trong đó: current: cường độ dịng điện chạy solenoid (A) first: vị trí điểm trục solenoid last: vị trí điểm cuối trục solenoid radius: bán kính cuộn solenoid nturns: số vịng dây cuộn solenoid Phụ lục 10 Đoạn chương trình mơ dạng hình học nguồn phát positron tiền gia tốc sử dụng phần mềm SIMION Phụ lục 11 Cấu trúc chương trình mơ dạng hình học ống chân khơng hình trụ dạng thẳng có bán kính ngồi r1 bán kính r2 với điện V sử dụng phần mềm SIMION Phụ lục 13 Cấu trúc chương trình mơ dạng hình học ống chân khơng hình trụ dạng uốn cong góc a có bán kính ngồi r1 bán kính r2 với điện V sử dụng phần mềm SIMION PL18 Phụ lục 12 Đoạn chương trình mơ dạng hình học gia tốc sử dụng phần mềm SIMION Phụ lục 14 Đoạn chương trình mơ lọc ExB hệ thống dẫn chùm positron chậm theo mơ hình PB – T0 sử dụng phần mềm SIMION ... thiết kế hệ thống dẫn chùm positron chậm Việc sử dụng phần mềm mô hệ thống cách tiếp cận hiệu kinh tế Vì vậy, tơi chọn đề tài “MÔ PHỎNG HỆ THỐNG DẪN CHÙM POSITRON CHẬM BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG”... vị trí nửa cực đại PB Positron Beam Hệ thống dẫn chùm positron chậm PB – T0 Hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc ExB PB – S50 Hệ thống dẫn chùm positron chậm sử dụng lọc dùng đoạn cong... cuối cho hệ thống dẫn chùm positron chậm Trong chương 1, “Tổng quan hệ thống dẫn chùm positron chậm phần mềm SIMION” , chúng tơi trình bày ngun tắc số thành phần hệ thống dẫn chùm positron chậm nguồn