عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی و طراحی یک سیستم انتقال مغناطیسی پوزیترون کند
- رشته تحصیلی
- فیزیک-هسته‌ای
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49814;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4587
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- امیدرضا نوری
- استاد راهنما
- مسعود مهجورشفیعی
- چکیده
- پوزیترون کند کاربردهای زیادی در صنعت و پزشکی دارد که از آن جمله می¬توان به طیف¬سنجی پوزیترون اشاره کرد. همچنین می¬توان به استفاده از پوزیترون کند در مطالعه¬ی ویژگی¬های سطوح مواد مختلف اشاره نمود. هدف این پژوهش شبیه¬سازی و طراحی سیستمی برای انتقال باریکه¬ی پوزیترون کند به منظور انجام طیف¬سنجی پوزیترون به روش انتقال دوپلری است. برای این منظور روش¬های رایج شامل شیوه¬های مغناطیسی و شیوه¬ی الکترواستاتیکی به دقت مطالعه گردید تا معایب و مزایای هر روش مشخص گردد. شیوه¬ی الکترواستاتیکی به دلیل نیاز ضروری به مواد میومتال (برای جلوگیری از تاثیر میدان مغناطیسی زمین بر روی باریکه) و هزینه¬ی بالای این مواد کنار گذاشته شد. بین شیوه¬های مغناطیسی (شیوه¬ی مستقیم و شیوه¬ی خم)، با توجه به هدف اصلی پژوهش (انجام طیف¬سنجی پوزیترون به روش انتقال دوپلری) و همچنین بودجه¬ی تخصیص یافته برای ساخت سیستم انتقال، سیستم خم انتخاب گردید. سیستم خم از لحاظ حجم از سیستم مستقیم کوچکتر است و همچنین بر خلاف سیستم مستقیم قطعات کمتری در داخل خلاء آن قرار می¬گیرند. جزئیات فنی این سیستم از طریق شبیه¬سازی با نرم¬افزار سی¬اس-تی به دست آمد. این سیستم شامل سه بخش اصلی؛ الف) سووا لنز بکار رفته برای متمرکز ساختن باریکه ، ب) سیملوله خم که باریکه¬ی متمرکز را روی محور انتقال، تا صفحه¬ی هدف هدایت می¬کند و ج) صفحه¬ی هدف، است. لازم به ذکر است که سیملوله خم علاوه بر انتقال باریکه در راستای محور سیملوله، صفحه¬ی هدف را از برخورد مستقیم پوزیترون ساطع شده از چشمه محافظت می¬کند. کلید واژه: سی اس تی، باریکه¬ی پوزیترون کند، شبیه¬سازی سیستم انتقال مغناطیسی.
- Abstract
- Slow positron beams which are used for positron spectroscopy have found a vast applications in industry and medical science. Slow positrons are used for the characterization of the material surface, as well. The main aim of this research is to design a slow positron transportation system for Doppler-shift positron spectroscopy purposes. In order to achieve this all three current transportation methods were first explored carefully to get an insight into their advantages and disadvantages. The electrostatic method was put aside due to its crucial dependence on the usage of mu-metal material to suppress the effect f the magnetic field of the earth on the beam. Between magnetic methods, direct and curved methods, The curve method outweighed over the direct method considering our aim (Doppler-shift positron spectroscopy) and the budget allocated for the manufacturing the system. The curved system would finally be smaller in terms of volume, and would have less parts inside the vacuum compared to the direct method. Having decided on the type of transportation system, an primary design was inspired from a working system. Technical details were obtained through detailed simulations of the system performed using CST. The system consists of three main part; a) a Soa lens used to focus the slow positrons ejected from the moderator, and injecting the beam into the transportation line, b) a curved solenoid which is used to keep the beam focused around the transportation axis while taking the beam to the target location, c) a target which could be place at a lower potential compared to the source to allow for alternating the beam energy. The curved solenoid serves two requirements, a) transportation and b) allowing the target to be put beyond the direct sight of the source. The latter requirement is essential to suppress the background signal stemming from annihilation of fast positrons flying directly from the moderator towards the target. Key words: CST, Slow positron beam, Magnetic transportation system, Simulation.
