عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی دینامیک باریکه در فیلتروین
- رشته تحصیلی
- فیزیک-هسته‌ای
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52238;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4721
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- رضا رمضانی شریف آبادی
- استاد راهنما
- مسعود مهجورشفیعی
- چکیده
- وین فیلتر، واکاوگری است که با ایجاد میدان¬های الکتریکی و مغناطیسی متقاطع به عنوان آنالیزور ذرات باردار به¬کار می¬رود. در این پایان¬نامه شبیه سازی مسیر ذرات باردار در سه نوع وین فیلتر ایده¬آل، وین فیلتر دو بعدی و سه بعدی انجام شده است. روش کار شبیه سازی به این صورت است که با استفاده از نرم¬افزار COMSOL MULTIPHYSICS (یک نرم¬افزار گرافیکی است که با استفاده از روش المان محدود به حل معادلات مربوط می-پردازد)، میدان¬های الکتریکی و مغناطیسی مورد نظر در فضای تعیین شده شبیه سازی می¬شود. سپس با استفاده از کد نوشته شده در نرم¬افزار MATLAB و بکارگیری میدان¬های بدست آمده در مرحله¬ی قبل، معادلات حرکت حل و مسیر ذرات باردار بدست می¬آید. با شبیه سازی مسیر ذرات باردار در فیلتر ایده¬آل، ویژگی¬های مهم یک وین فیلتر بررسی شده است. در یک طراحی انجام شده برای فیلتر دو بعدی، میدان¬های الکتریکی و مغناطیسی دقیقأ عمود برهم و یکنواختی بدست می¬آید که اثرات میدان¬های حاشیه¬ای عرضی کاملأ محو می¬شود. همچنین برای به حداقل رساندن اثرات میدان¬های حاشیه¬ای در ورودی و خروجی فیلتر سه بعدی، دو روش به کار برده شده است. یکی یکسان سازی توزیع میدان¬های الکتریکی ومغناطیسی در این نواحی است که با استفاده از الکترودها و قطعه قطب¬های با شکل و جنس یکسان امکان پذیر است. دیگری کوتاه کردن برد میدان-های حاشیه¬ای با استفاده از گیره¬هایی که در پتانسیل صفر قرار داده می¬شوند در حالیکه الکترود مثبت دارای پتانسیل +V و الکترود منفی دارای پتانسیل –V است. کلید واژه: وین فیلتر، شبیه سازی مسیر ذره، COMSOL MULTIPHYSICS، المان محدود.
- Abstract
- Wien filter is a spectrometer which works based on the trajectory of charged particles in presence of cross electric and magnetic fields. In this dissertation, the trajectory of the charged particles in three types of Wien filters namely, ideal filter, two and three dimensional filters are presented. COMSOL simulation package which is finite element simulation software was used to obtain the electric and magnetic field in the filter under study. The magnetic and electric field maps were then imported to a MATLAB session to obtain the trajectories. That was achieved by developing a code under MATLAB to solve the motion equations. This way the ideal filter was fully studied to gain an insight into the main specifications these types of filters. A two dimensional filter was optimized in a way that the destructive effect of the transverse fringe fields was minimized. It was also demonstrated using the same material for both electric and magnetic electrodes helps in reducing the minimizing the effect of the fringe fields in three dimensional filters. It was also shown that using clamps with zero potential at the entrance and exit of a filter decreases the effect of the fringes by limiting the range of the fields within the filter. Keywords: Wien Filter, Simulation Trajectory, COMSOL MULTIPHYSICS, Finite Element Method
