شبیه سازی و انتخاب تفنگ الکترونی مناسب برای یک شتاب دهنده صنعتی الکترون توان متوسط

در این مقاله به مقایسه چهار تفنگ الکترونی با هندسه های متفاوت پرداخته شده است. هدف از این تحقیق انتخاب تفنگ الکترونی مناسب برای یک شتاب دهنده الکترواستاتیک صنعتی از نوع داینامیترون است. شتاب دهنده مدنظر دارای انرژی kev500 و جریان باریکه ma50 است. این تفنگ های الکترونی که دارای هندسه دیودی هستند همگی دارای کاتد ترمویونی می باشند و در مد بار فضایی محدود کار می کنند. تفنگ های شماره یک و دو دارای کاتد تخت، تفنگ شماره سه دارای کاتد مقعر و تفنگ شماره چهار دارای کاتد رشته ای است. تفنگ های طراحی شده از لحاظ مکان و شعاع کمر باریکه با یکدیگر مقایسه شده اند. طراحی ها و شبیه سازی های انجام شده با استفاده از نرم افزار cst particle studio صورت گرفته است. مشخصات کمی خروجی مناسب با عمر کافی و امکان ساخت ساده تر، انتخاب تفنگ با کاتد رشته ای را نتیجه داده است.

Design, simulation and comparison of different electron guns for radiation processing systems

The objective of this study is to select an appropriate electron gun for an industrial electrostatic Dynamitron accelerator. The intended accelerator has the energy of 500keV and current of 50mA. These electron guns with diode configuration have thermionic cathodes and work in space charge mode. The number one and two electron guns have a flat cathode, the number three gun has a spherical cathode and the number four has a string filament cathode. The designed electron guns have been compared with each other. The designs and simulations have been done with Cst Particle Studio. The quantitative specification of a suitable output with sufficient service life and ease of manufacturing has resulted the choice of the filament cathode gun.