روند طراحی مفهومی یک چندبرابرکننده‌ی ولتاژ با تغذیه‌ی موازی برای شتاب‌دهنده‌ی الکترواستاتیک

شتاب‌دهنده‌های الکترواستاتیک، شتاب‌دهنده‌هایی هستند که از یک اختلاف‌پتانسیل ثابت‌با‌زمان برای ایجاد میدان الکتریکی مناسب و درنتیجه شتاب‌دهی یون و الکترون استفاده می‌کنند. شتاب‌دهنده‌ی داینامیترون که از شتاب‌دهنده‌های الکترواستاتیک پرکاربرد در صنعت است، از یک مدار چندبرابرکننده‌ی ولتاژ برای تولید ولتاژ موردنیاز برای شتاب‌دهی استفاده می‌کنند. المان‌های خازنی مدار چندبرابرکننده‌ی ولتاژ در شتاب‌دهنده‌ی داینامیترون توسط الکترود نیمه‌استوانه‌ای که در یک آرایه‌ی ستونی قرار دارند تشکیل می‌شود. طراحی این ستون از الکترودها که به ستون افزاینده‌ی ولتاژ نیز موسوم است فرایندی پیچیده است که نیازمند مطالعه و شبیه‌سازی در دو حوزه‌ی الکترومغناطیس و مدل مداری به صورت هم‌زمان است. طراحی مفهومی این ساختار نیز به دلیل به‌هم‌پیوستگی برخی پارامترها امری پیچیده می‌باشد. در این مقاله پس از معرفی مختصر بخش‌های مختلف یک شتاب‌دهنده‌ی داینامیترون و پرداختن دقیق به بخش ستون افزاینده‌ی ولتاژ، به ارائه‌ی یک روند برای طراحی مفهومی ستون افزاینده‌ی ولتاژ یک شتاب‌دهنده‌ی داینامیترون می‌پردازیم.

a method for conceptual design of a parallel-fed voltage multiplier for electrostatic accelerator

electrostatic accelerators use a constant potential difference to create a suitable electric field and accelerate ions and electrons. one of the most widely used electronic accelerators in the industry, the dynamitron accelerator uses a voltage multiplier circuit to generate the voltage required for acceleration. the capacitor elements of the voltage multiplier circuit in the dynamitron accelerator are constituted of semi-cylindrical electrodes located in a columnar array. the design of this column of electrodes, also known as the voltage multiplier column, is a complex process. it requires the study and simulation of electromagnetic fields and circuit models. the conceptual design of this structure is also complicated due to parameter interdependence. in this article, after a brief introduction to different parts of the dynamitron accelerator and details of voltage multiplier columns, a process for the conceptual design of the voltage columns of a dynamitron accelerator is presented.