عنوان اختراع: فرآیند شتاب باریكه الكترونی در شتاب دهنده گوی ترون

خلاصه اختراع

ایده و طراحی مفهومی شتاب‌دهنده الكترون با نام انتخابی گوی ترون، ارائه یك ساختار جدید شتاب ذره الكترون است، كه قادر به تولید پرتوهای الكترون و ایكس پر انرژی می باشد. به طور كلی بدلیل محدودیت انرژی خروجی شتاب‌دهنده‌های نوع الكترواستاتیك جهت دست یابی به پرتوهای الكترونی انرژی بالا می‌بایست از شتاب‌دهنده‌های نوع موج رادیویی استفاده نمود. لیكن این شتاب‌دهنده‌ها راندمان كمتری نسبت به شتاب‌دهنده‌های الكترواستاتیك دارند. هدف این طرح، دست یابی به ساختار جدید شتابدهی پرتو های الكترونی به منظور افزایش راندمان شتاب‌دهنده جدید می باشد. در ساختارجدید شتابدهی یك شتاب‌دهنده الكترون با حجم كم طراحی شده است، كه قادر به تولید پرتوهای الكترونی با انرژی بالا و توانهای متوسط به بالا می‌باشد، و راندمان بالاتری نیز نسبت به سایر شتاب‌دهنده های الكترونی نوع موج رادیویی كه دارای كاواك از جنس فلز معمولی هستند دارد. این شتاب‌دهنده دارای اجزای مختلفی از قبیل تفنگ الكترونی، كاواك (محفظه شتاب )، مولد امواج رادیویی(RF)، مگنتهای خم كننده و سیستم استخراج باریكه می‌باشد. اصلی ترین قسمت این شتاب‌دهنده كه آن را نسبت به سایر شتاب‌دهنده‌های موجود متمایز می‌كند، كاواك یا محفظه شتاب و ساختار شتابدهی ذره الكترون با سیستم چرخش باریكه الكترونی در آن می‌باشد. نام انتخابی گوی ترون در واقع برگرفته از شكل كروی كاواك این شتاب‌دهنده است. در این طرح باریكه الكترون پس از تولید و گسیل بوسیله تفنگ الكترونی، وارد محفظه شتاب می‌گردد. هم زمانی ارسال باریكه خروجی از تفنگ الكترونی با میدان الكتریكی داخل محفظه شتاب بوسیله یك مدار و فیدبك RF گرفته شده از محفظه شتاب انجام می‌گیرد. طراحی كاواك برمنبای استفاده از دو كره هم محور تو در تو صورت گرفته است. به گونه ای كه در حالت تشدید میدان الكتریكی مناسب جهت شتاب ذره الكترون درفاصله میان دو كره ایجاد می‌گردد. سیستم مولد موج رادیویی RF وظیفه ارسال امواج الكترومغناطیس به كاواك وایجاد حالت تشدید آن را به عهده دارد. باریكه الكترونی در هر بار چرخش توسط مگنتهای خم كننده اطراف محفظه شتاب و عبور باریكه الكترونی درمسیرها و قطرهای مختلف دو كره انرژی آن افزایش می‌یابد، تا در نهایت با كسب انرژی مورد نظر از سیستم استخراج باریكه خارج گردد. لازم بذكر است كه مسیر شتابدهی به گونه‌ای است كه در آن مسیر صرفا\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" میدان الكتریكی موثر جهت شتاب ذره الكترون و جود دارد. جهت همزمانی حركت باریكه الكترونی با میدان الكتریكی دقت در انتخاب فركانس تشدید، هندسه كاواك به ویژه اندازه قطر كره ها، مسافت عبور باریكه در میان مگنت‌های خم كننده مهم می‌باشد، كه در این طرح با دقت محاسبه، و اجزای طراحی شده با در نظر گرفتن امكان سنجی ساخت آن با استفاده از نرم افزارهای تخصصی، شبیه سازی گردیده است. با ساخت این شتاب‌دهنده می توان به سامانه پرتودهی الكترونی با كاربردهای گسترده در صنایع و علوم مختلف دست یافت.