4. 2 Hệ cyclotron với điện trƣờng biến thiên, từ trƣờng đều
4.2.5. Đánh giá kết quả mô phỏng cyclotron trong điện trƣờng biến
trƣờng đều
Bảng 4.3: Kết quả mô phỏng và lý thuyết
Thông số Kí hiệu Giá trị lý
thuyết
Giá trị mô phỏng
Bề dày vòng D (cm) a 6,28 6,28
Từ trƣờng giữa hai cực (T) B0 1 1 Khoảng cách giữa hai vòng D (cm) d 10,16 10,16 Điện trƣờng giữa hai vòng D (MV/m) E0 6 6
Tần số điện trƣờng (MHz) f 15,2324 15,2324 Động năng cuối cùng của proton (MeV) K 25 24,68
Động năng ban đầu của proton (keV) K0 50 50 Bán kính vòng D (m) RD 0,7229 0,73
Bán kính nam châm (m) Rnc 0,7268 0,73
Số chu kỳ của proton (vòng) N 20,5 28
Từ lý thuyết và mô phỏng, tác giả lập Bảng 4.3 để so sánh và đánh giá kết quả đạt đƣợc. Nhƣ mục đích ban đầu, hệ cyclotron cần mô phỏng dùng để gia tốc proton từ năng lƣợng 50 keV đến năng lƣợng 25 MeV. Chƣơng trình mô phỏng sử dụng giá trị các thông số: bề dày vòng D, khoảng cách giữa hai vòng D, cƣờng độ điện từ trƣờng, tần số điện trƣờng. Đây là các giá trị đƣợc tính trong lý thuyết. Từ mô phỏng tác giả thu đƣợc kết quả về động năng cuối cùng của proton, bán kính quỹ đạo hạt. Từ đó, chúng tôi tính lại giá trị bán kính vòng D (RD), bán kính nam châm (Rnc), và số chu kỳ của proton. So sánh giữa kết quả có đƣợc từ mô phỏng và kết quả tính toán từ lý thuyết, ta thấy độ sai khác giữa các giá trị không đáng kể, ngoại trừ số chu kỳ của proton có sự chênh lệch lớn. Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch này là do độ tăng năng lƣợng của proton trong lý thuyết đƣợc xem là một hằng
54
số và đƣợc xác định với cƣờng độ điện trƣờng ở giá trị cực đại. Trong khi đó, độ tăng năng lƣợng của proton trong mô phỏng sau mỗi lần qua khe hẹp là một giá trị biến thiên theo pha điện trƣờng. Tuy nhiên, mục tiêu thiết kế chủ yếu quan tâm đến kích thƣớc hệ cyclotron và năng lƣợng proton đạt đƣợc. Do đó, hệ mô phỏng cyclotron trong điện trƣờng biến thiên, từ trƣờng đều phù hợp với lý thuyết.