طراحی، بهینه سازی و ساخت پمپ کندوپاش یونی

این مقاله تاثیر پارامترهای مختلف پمپ کندوپاش یونی را براساس شبیه سازی پلاسما و کندوپاش بررسی می کند و سپس فرایند ساخت پمپ کندوپاش یونی بر اساس شبیه سازی صورت گرفته ارائه خواهد شد. انتخاب پارامترها و طراحی پمپ بر اساس محاسبات و شبیه سازی های میدان های الکتریکی و مغناطیسی و چگالی الکترون صورت گرفته است. چگالی الکترون نسبت به تغییرات شعاع سلول، ارتفاع سلول، ولتاژ آند و میدان مغناطیسی محاسبه و بهینه سازی شد. سرعت پمپ از جریان یونی که وابسته به چگالی الکترون است، به همراه بهره کندوپاش و احتمال جذب مولکول های گاز تخمین زده شد و بر اساس آن، ابعاد بهینه پمپ یونی که بهترین سرعت پمپاژ را داشته باشد به دست آمد. محاسبات و شبیه سازی ها نشان داد که برای ولتاژ 3600 ولت و میدان مغناطیسی 08/0 تسلا، سلول آند با شعاع 8 میلی متر و فاصله آند و کاتد برابر با 7 میلی متر می توان بیشترین سرعت پمپاژ را انتظار داشت. سپس فرایند ساخت پمپ یونی بر اساس داده های انتخاب شده از شبیه سازی و با انتخاب مواد مناسب و همچنین با تمیزکاری و پخت مناسب انجام گرفت. در پایان پس از انجام آزمایش های صورت گرفته، داده های شبیه سازی با داده های تجربی مقایسه گردیداین مقاله تاثیر پارامترهای مختلف پمپ کندوپاش یونی را براساس شبیه سازی پلاسما و کندوپاش بررسی می کند و سپس فرایند ساخت پمپ کندوپاش یونی بر اساس شبیه سازی صورت گرفته ارائه خواهد شد. انتخاب پارامترها و طراحی پمپ بر اساس محاسبات و شبیه سازی های میدان های الکتریکی و مغناطیسی و چگالی الکترون صورت گرفته است. چگالی الکترون نسبت به تغییرات شعاع سلول، ارتفاع سلول، ولتاژ آند و میدان مغناطیسی محاسبه و بهینه سازی شد. سرعت پمپ از جریان یونی که وابسته به چگالی الکترون است، به همراه بهره کندوپاش و احتمال جذب مولکول های گاز تخمین زده شد و بر اساس آن، ابعاد بهینه پمپ یونی که بهترین سرعت پمپاژ را داشته باشد به دست آمد. محاسبات و شبیه سازی ها نشان داد که برای ولتاژ 3600 ولت و میدان مغناطیسی 08/0 تسلا، سلول آند با شعاع 8 میلی متر و فاصله آند و کاتد برابر با 7 میلی متر می توان بیشترین سرعت پمپاژ را انتظار داشت. سپس فرایند ساخت پمپ یونی بر اساس داده های انتخاب شده از شبیه سازی و با انتخاب مواد مناسب و همچنین با تمیزکاری و پخت مناسب انجام گرفت. در پایان پس از انجام آزمایش های صورت گرفته، داده های شبیه سازی با داده های تجربی مقایسه گردید

Design, optimization and construction of a sputter ion pump

Design and construction process of special kind of sputter ion pump is described briefly in this paper. In order to investigate the optimization of effective parameters in choosing and designing ILSF ion pumps, this pump has been designed and manufactured. By optimizing some parameters such as dimension and shape of penning cells, anode voltage, magnetic field and internal structure of pump, it is possible to significantly decrease the cost of construction and operation of synchrotron vacuum system. By using the results of simulations and calculations of electromagnetic field, plasma simulation or glow discharge, titanium sputtering, etc., critical parameters in design of internal structure of ion pump have been optimized. In the following configuration, the pumping has been started at 104 torr. The pressure goes down to 108, without saturation effect in low pressures