فهرست مطالب

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال هفدهم شماره 2 (بهار 1396)

  • ویژه نامه
  • تاریخ انتشار: 1396/04/04
  • تعداد عناوین: 25
|
  • جواد رحیقی* صفحه 0
    شتابگرهای ذرات ابزار اکتشاف و نوآوری هستند. طراحی، ساخت، و استفاده از شتابگرهای ذرات در چند دهه ی اخیر دستاوردهای علمی و فناوری چشم گیری در پی داشته است که تاثیر آن در خدمت به جامعه انکارناپذیر است. شتابگرها در پزشکی و داروسازی به یافتن درمان هایی موثرتر و با عوارض جانبی کمتر کمک می کنند، با کمک به تولید رادیوایزوتوپ ها تشخیص بیماری ها را آسان تر کرده و با فراهم کردن زمینه ی پژوهش در زیست شناسی مولکولی و کشف ساختار پروتئین ها و یاخته های زنده، توسعه آنتی بیوتیک های جدید را ممکن می سازند. شتابگرها با فرآوری و تولید نیمه رساناها، تراشه های الکترونیکی مرغوب تری را به بازار می آورد، با کمک به پژوهش ها در زمینه ی آلاینده ها و ریزگردها، آبی تمیزتر و هوایی سالم تر را برای کشور به ارمغان آورده و در باستان شناسی و باستان سنجی دستاوردهایی بی سابقه داشته است. امروزه بیش از 35 هزار شتابگر از گونه های مختلف در جهان در حال کار است که 65٪ از این تعداد در صنعت، بیش از 30٪ در پزشکی و حدود 5٪ در پژوهشگاه ها و آزمایشگاه های بزرگ مقیاس استفاده می شود. با توجه به کاربردهای متنوع شتابگر در رشته های گوناگون علمی و مهندسی، گسترش گونه های مختلف شتابگر و شناساندن کاربردهای آن به جامعه ی علمی کشور می تواند افزایش توانایی های صنعتی، بهبود قدرت اقتصادی و حتی ارتقای سطح زندگی جامعه را به دنبال داشته باشد. مراکز بزرگ مقیاس آزمایشگاهی (Large-Scale Facilities) همواره مقصد بهترین پژوهشگران و دانشگران از سرتاسر دنیا در رشته های گوناگون بوده اند تا در این آزمایشگاه ها به پیشرفته ترین پروژه های علمی روز بپردازند. پژوهش هایی که از دل آن شرکت ها و موسسات علمی درآمدزا با راهکارهایی نو زاده خواهد شد. روش مدیریت و سرمایه گذاری مالی در این آزمایشگاه ها نیز البته جدید و متفاوت خواهد بود. در این میان ایران، کشوری با جمعیتی در حدود 85 میلیون نفر و با موقعیت علمی ویژه در منطقه، در استفاده از شتابگرهای ذرات سهمی بسیار ناچیز داشته است. در حالی که در کشور ما نزدیک به 5 میلیون نفر دانشجو در 470 دانشگاه دولتی و خصوصی به تحصیل می پردازند (نزدیک به 2 میلیون نفر در رشته های علوم پایه، مهندسی و پزشکی)، این تعداد عظیم دانشجو و پژوهشگر دسترسی ناچیزی به آزمایشگاه های شتابگر ذرات، به عنوان ابزارهایی به روز و کارآمد برای پژوهش و نوآوری دارند. با خوش بینانه ترین برآوردها در ایران تنها حدود 50 شتابگر در خدمت پژوهش ها و درمان های پزشکی، و دو یا سه شتابگر به صورت بسیار محدود در زمینه های غیرپزشکی در حال بهره برداری است و این در حالی است که اولین آزمایشگاه ها از این نوع از بیش از 40 سال پیش در اروپا و آمریکا تاسیس شده و به صورت گسترده ای مورد بهره برداری قرار گرفته اند. در غیاب آزمایشگاه ها و ابزارهای تجربی کافی، نسل جدید دانشگران کشور احساسی از اندازه گیری و علم تجربی نخواهند داشت. می توان گفت مهم ترین عامل این عقب ماندگی در پیش برد فناوری شتابگرها، نه ناتوانی علمی، بلکه عدم وجود شناخت و انگیزه ی کافی در دانشگاه ها و موسسات پژوهشی کشور بوده است. باید به خاطر داشت که ظرفیت علمی موجود در ایران مورد رشک و حسد بسیاری از کشورهای پیشرفته ای است که سخت افزار کافی در اختیار داشته ولی از کمبود دانشگران جوان برای بهره گیری و اداره ی علمی این آزمایشگاه ها رنج می برند. کم توجهی و تاخیر در برپایی طرح های علمی زیرساختی کشور، مانند طرح چشمه نور ایران (طرح شتابگر ملی) و طرح های مشابه، فرصت جذب بهترین دانش آموختگان و دانش مندان را از کشور سلب می کند. فراموش نکنیم که با کوتاهی از فراهم کردن ابزار پژوهش و ابزار تولید (که هر دو با به کار گیری شتابگر قابل حصول است)، این قشر ارزشمند را عملا از کشور طرد می کنیم. از این رو تصمیم گیران علمی و سیاسی کشور باید خود را برای شرایط جدید علمی آماده کنند تا فرصت بی نظیری که به لحاظ فراهم بودن نیروی انسانی کارآزموده و دانش آموخته در کشور در اختیار داریم از دست نرود. نیاز به یادآوری است که این فرصت برای همیشه در اختیار کشور قرار نخواهد داشت. خوشبختانه در دهه گذشته توجه مسئولین «سازمان انرژی اتمی ایران» و «پژوهشگاه دانش های بنیادی» جنبش قابل توجهی در جهت طراحی و ساخت شتابگرهای گوناگون و زمینه های وابسته به آن در کشور ایجاد کرده اند به طوری که هم اکنون طرح های ساخت شتابگرهای گوناگون با قدرت و سرعت در حال پیشرفت هستند. اقدام ایران به ساخت یک آزمایشگاه بزرگ مقیاس ملی مانند چشمه نور ایران؛ که برای پژوهش های بین رشته ای تدارک دیده شده است؛ یکی از این فعالیت ها است که به بالا بردن سطح پژوهش ها در ایران خواهد انجامید. از طرفی باید به این نکته توجه کرد که برقراری شرایط جدید سیاسی پس از رفع تحریم های ظالمانه و زور گویانه در کشور باید بر استقلال و خودکفایی علمی و فنی کشور بیشتر تکیه کرده و از به راه افتادن سیل خریدهای بی رویه از خارج کشور پرهیز نمود. برگزار کنندگان «دومین کنفرانس ملی شتابگرهای ذرات و کاربردهای آن» تلاش کرده اند تا تصویری دقیق و واقعی از آن چه در کشور در زمینه ی ساخت و استفاده از شتابگرهای ذرات می گذرد را نشان داده، ارتباطی موثر میان پژوهشگران برقرار کرده و شرکت های تجاری را تشویق کنند که در راستای گسترش دانش و فناوری ساخت شتابگر، پژوهشگران ایرانی را همراهی کنند. باشد که روزها و سال های آینده، روزها و سال های هیجان انگیزی در تولید علم و فناوری به ویژه در زمینه ساخت و استفاده از شتابگرهای ذرات در ایران گردد. بدین وسیله همه دانشجویان و دانشگران عزیز از هر گوشه ی این کشور پهناور و نیز متخصصین ایرانی که در خارج از کشور در این زمینه فعالیت می کنند را به این پویش ملی دعوت می کنیم.
  • اسماعیل احمدی*، مسعود جزایری، جواد رحیقی، محمود ملا باشی، فرهاد سعیدی صفحات 151-158
    حلقه های انبارش به طور گسترده در برخورد دهنده های ذرات، حلقه های میرا کننده و چشمه های نور مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر برای افزایش هر چه بیشتر درخشندگی در چشمه های نور و برخورد دهنده ها، گسیلندگی باریکه های شتاب داده شده در داخل حلقه های انبارش به طور روز افزون در حال کاهش است. در این مقاله طراحی از شبکه های الکترومغناطیس ها برای حلقه انبارش چشمه نور ایران مورد مطالعه قرار گرفته که در آن گسیلندگی شبکه حلقه انبارشnm - rad م0/27میباشد. این طراحی برای انرژی متوسط 3 گیگا الکترون ولت و محیط حلقه انبارش 528 متر انجام شده است. بر اساس این طراحی تعداد فضاهای خالی برای نصب ادوات الحاقی 20 و طول هر فضای خالی برابر 7 متر می باشد.
    کلیدواژگان: حلقه انبارش، گسیلندگی، شبکه الکترومغناطیس ها
  • فرهاد سعیدی*، محمد رزازیان، جعفر دهقانی، اسماعیل احمدی، جواد رحیقی، رضا پور ایمانی صفحات 159-167
    طرح چشمه نور ایران یک آزمایشگاه بزرگ تابش سنکروترونی با الکترون های با انرژیGeV 3 در خاورمیانه است. حلقه انبارش چشمه نور ایران بر پایه شبکه با 5 دو قطبی کانونی ساز (BA 5) است که گسیلندگیnmrad 48/0 را فراهم می کند. حلقه انبارش دارای 100 دو قطبی، 320 چهار قطبی و 320 شش قطبی است. در این مقاله به بررسی برخی از ویژگی های طراحی الکترومغناطیس های حلقه انبارش پرداخته و جزییات طراحی فیزیکی آنها آورده شده است
    کلیدواژگان: حلقه انبارش، الکترومغناطیس، کیفیت میدان مغناطیسی، سیستم الکتریکی و خنک کاری
  • یاسر رادخرمی *، ابوالفضل شهوه، فرهاد سعیدی صفحات 169-175
    آزمایشگاه اندازه گیری مغناطیسی از مهم ترین قسمت های آزمایشگاه تحقیق و توسعه چشمه نور ایران است. این آزمایشگاه وظیفه اندازه گیری و بررسی صلاحیت مغناطیس های شتابگر اعم از مغناطیس های دائمی و الکترومغناطیس ها را بر عهده دارد و برای اولین بار در ایران در حال بهره برداری است. این آزمایشگاه شامل دستگاه های اندازه گیری دقیق و متناسب با نیاز سنکروترون است، از جمله این دستگاه ها می توان به میز اندازه گیری کاوشگر اثر هال، پیچه چرخان، و پیچه هلمهولتز اشاره نمود. در حال حاضر آزمایشگاه به میز اندازه گیری کاوشگر اثر هال و پیچه چرخان در آرایش غیر جبرانی مجهز شده و اندازه گیری های مربوط به نمونه های مغناطیس های ساخته شده در طرح میسر است. در این مقاله به بررسی نتایج اندازه گیری های مغناطیسی چهار قطبی نمونه ساخته شده در طرح با استفاده از کاوشگر اثر هال و پیچه چرخان پرداخته و در موارد اندازه گیری خطای میدان های چند قطبی و منحنی تحریک چهار قطبی، نتایج با هم مقایسه شده اند.
    کلیدواژگان: اندازه گیری مغناطیسی، کاوشگر اثر هال، پیچه چرخان
  • سعید پیرانی *، خورشید سرحدی، وحید مرادی، بابک کامکاری، جعفر دهقانی، جواد رحیقی صفحات 177-184
    بر اساس نیازمندی های حلقه انبارش چشمه نور ایران با سطح انرژی 3 گیگا الکترون ولت و جریان باریکه الکترونی 400 میلی آمپر، طراحی مفهومی سامانه بسامد رادیویی ابتدا در بسامد 500 مگاهرتز انجام شد. با توجه به ساده تر شدن ساختار کاواک در بسامد 100 مگاهرتز که امکان ساخت آن را در کشور افزایش خواهد داد و همچنین سایر مزایای کاهش بسامد رادیویی، بسامد 100 مگاهرتز به عنوان گزینه جایگزین مورد بررسی قرار گرفت که پس از بررسی کامل اثرات کاهش بسامد رادیویی بر روی مشخصات باریکه الکترونی و ماشین و مقایسه سامانه بسامد رادیویی در دو بسامد نهایتا بسامد به 100 مگاهرتز تغییر کرد. در این مقاله بررسی و مقایسه های انجام شده برای انتخاب بسامد ارائه شده و همچنین طراحی الکترومغناطیسی و مکانیکی صورت گرفته برای کاواک 100 مگاهرتز مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: کاواک، بسامد رادیویی، حلقه انبارش، طراحی الکترومغناطیسی
  • امید احمدی، احسان یوسفی*، دنیا شیرنگی، مرتضی جعفرزاده صفحات 185-190
    مشخصات کلی حلقه افزایش دهنده انرژی (بوستر) چشمه نور ایران شامل زمان رسیدن به مقدار نهایی انرژی 250 میلی ثانیه و بسامد تکرار 2 هرتز و کل موج شبه سینوسی تا این مرحله مبنای محاسبات قرار گرفته است. هر خانواده از مغناطیس های حلقه افزاینده انرژی شامل مغناطیس های دوقطبی، چهار قطبی و شش قطبی به صورت مستقل تغذیه خواهند شد. به منظور حفظ آهنگ عرضی و ابیراهی در دوره شتابدهی باریکه جریان مغناطیس های چهارقطبی و شش قطبی باید به صورت بسیار نزدیکی جریان مغناطیس های دوقطبی را دنبال نمایند. در حلقه های افزاینده انرژی، تغذیه بار با اندوکتانس زیاد، ردیابی جریان توسط مغناطیس های چهار قطبی و شش قطبی، کاهش تغییرات جریان و داشتن یک سامانه تنظیم کننده دقیق با پهنای باند زیاد، چالش های اصلی می باشند. به منظور پاسخ گویی به الزامات مطرح شده در جهت داشتن یک سامانه تنظیم کننده سریع، داشتن یک کنترل گر کاملا دیجیتالی لازم به نظر می رسد. منبع تغذیه ساخته شده نمونه و نتایج تست آن در این مقاله توضیح داده می شود.
    کلیدواژگان: مغناطیس های حلقه افزایش دهنده انرژی، سنکروترون، منابع تغذیه
  • اعظم غلام پورآژیر *، سمیه امیری، محمد لامعی رشتی، جواد رحیقی صفحات 191-196
    در این مقاله درباره نقش دو مقدار گسیلندگی 782/3 و 674/0 نانومتر رادیان، که برای چشمه نور ایران توصیه شده بودند، بر روی خصوصیات تابشی چشمه نورهای سنکروترونی (مغناطیس خم کننده، لرزاننده و نوسان ساز) نظیر اندازه و واگرایی پرتو در محل چشمه و درخشندگی و کمیت های مهم در طراحی خطوط باریکه نظیر سطح مقطع های فوتونی، اندازه قطعات اپتیکی و تفکیک پذیری انرژی، بحث خواهد شد.
    کلیدواژگان: گسیلندگی، تابش سنکروترونی، خط باریکه
  • غلامرضا بذرافشان*، جواد رحیقی، ناصر وثوقی، امید سیفی صفحات 197-203
    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 گردید.
    کلیدواژگان: پمپ یونی، بهره کندوپاش، نرم افزار شبیه سازی کامسول، پلاسما
  • سارا زارعی*، فریدون عباسی دوانی، محمد لامعی رشتی، فرشاد قاسمی صفحات 205-212
    در شتاب دهنده های خطی الکترون کم انرژی ، تیوب های شتاب دهی موج ایستای جفت شدگی جانب در مد AWT IMAGE به علت گرادیان بالای شتاب دهی و حساسیت کم نسبت به خطای ساخت، کاربرد گسترده ای دارند. استفاده از نرم افزارهای مختلف به منظور طراحی این نوع تیوب ها در حال حاضر بسیار مرسوم است. در این مقاله مراحل طراحی کاواک های شتاب دهی و جفت شدگی برای شتاب دهنده خطی الکترون با انرژی 6 مگا الکترون ولت با استفاده از کد سوپرفیش و نرم افزار کامسول شرح داده شده است. کد سوپرفیش از روش تفاضل محدود و نرم افزار کامسول از روش اجزا محدود برای حل معادلات استفاده می کند. همچنین ابعاد کاواک های شتاب دهی و جفت شدگی و حفره جفت شدگی جهت دستیابی به بسامد تشدید 5/2998 مگاهرتز و ثابت جفت شدگی 0112/0 طراحی شده است. با استفاده از نتایج این مقاله و نیز پس از طراحی مجزای درگاه تزریق توان AWT IMAGE، زمینه ساخت تیوب شتاب دهی 6 مگا الکترون ولت فراهم خواهد شد.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده خطی، تیوب شتاب دهی، نرم افزار کامسول، کد سوپرفیش
  • ساسان احمدیان نمین*، فرشاد قاسمی، فریدون عباسی دوانی، محمد لامعی رشتی، مهیار شیرشکن، مهدی بهرامی صفحات 213-222
    هدف اصلی در طراحی و ساخت شتاب دهنده های خطی الکترون با بسامد رادیویی دستیابی به باریکه های الکترونی با کیفیت مطلوب تر، توان و انرژی بالاتر با صرف توان بسامد رادیویی کمتر است. راه رسیدن به این هدف انجام تحقیقات در زمینه طراحی، ساخت، اندازه گیری و تنظیم بسامدی کاواک شتاب دهنده ها می باشد. دانش های بنیادی اولین تلاش ایران برای ساخت شتاب دهنده های بسامد رادیویی است. در این مقاله، پس از بررسی مختصر روش ساخت، اندازه گیری و تنظیم بسامدی یک ساختار دوره ای بارگذاری شده با قرص (دیسک) مورد بررسی قرار گرفته و نتایج قبل و بعد از تنظیم بسامدی به همراه جزئیات طراحی و راه اندازی سیستم مورد استفاده برای اندازه گیری اختلالی پروفایل میدان الکترومغناطیسی ارائه شده است
    کلیدواژگان: ساختار بارگذاری شده با قرص، امپدانس ثابت، کاواک شتاب دهنده، سیستم جابه جا کننده جسم مختل کننده، روش اختلالی اسلاتر، تنظیم بسامدی
  • فرشاد قاسمی*، فریدون عباسی دوانی، محمد لامعی رشتی، ساسان احمدیان، حامد شاکر صفحات 223-231
    هدف پروژه ساخت شتابدهنده خطی الکترون در پژوهشگاه دانش های بنیادی، طراحی و ساخت شتابدهنده ای در باند s است که تا حد ممکن اجزاء مختلف آن در ایران ساخته شود. در این پروژه برای بررسی و اطمینان بیشتر در ساخت تیوب های نهایی، ساخت یک تیوب شتاب دهی با جنس مس با مشخصات کاملا یکسان با تیوب های نهایی انجام گرفته است. پس از طراحی و ساخت تیوب آزمایشی این شتاب دهنده، اندازه گیری آن با استفاده از روش اختلالی اسلاتر در حالت تشدید و روش استیل در حالت غیر تشدیدی انجام شده است. انطباق میدان در مدهای مختلف برای تیوب شتاب دهی بعد از تنظیم با مقادیر شبیه سازی، صحت ساخت و اندازه گیری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده خطی الکترون، موج رونده، روش اختلالی اسلاتر
  • آرش صادقی پناه *، خورشید سرحدی، جواد رحیقی، سید امیر حسین فقهی، حسین قاسم صفحات 233-239
    در این مقاله، تفنگ الکترونی بسامد رادیویی سامانه پیش تزریق گر1 طرح چشمه نور ایران معرفی می شود. طراحی، ساخت نمونه اولیه و نتایج آزمایش های ماکروی کم توان بر روی آن به تفصیل بیان می شوند. همچنین مراحل تنظیم2 بسامد نمونه اولیه تفنگ الکترونی بسامد رادیویی بر روی بسامد نوسان مورد نظر شرح داده شده اند. نتایج این پروژه راه را برای ساخت تفنگ الکترونی بسامد رادیویی توسط صنایع داخل کشور هموار خواهد ساخت.
    کلیدواژگان: تفنگ الکترونی بسامد رادیویی، گسیلندگی باریکه، اندازه گیری های ماکروی کم توان، تنظیم بسامد
  • علی محمد پورصالح*، ایرج جباری، حسین خلفی صفحات 241-247
    در این مقاله به بررسی و امکان سنجی یک روش جدید تزویج توان RF به کاواک شتاب دهنده های ذرات باردار از نوع موج رادیویی پرداخته شده است. در این روش یک شیار در اطراف کاواک شتاب دهنده ایجاد می شود. و مدول های تقویت کننده ترانزیستوری موج رادیویی به صورت مستقیم به کاواک متصل می گردد. در واقع در این طرح کاواک شتاب دهنده علاوه بر نقش محفظه شتاب، به عنوان ترکیب کننده توان RF نیز عمل می کند. از مزایای این طرح عدم استفاده از تیوب های RF و همچنین خطوط انتقال، ترکیب کننده ها و جفت کننده های پر قدرت تزویج توان است. در این تحقیق کاواک های استوانه ای و هم محور مورد مطالعه قرار گرفت و نسبت به ساخت یک نمونه کوچک کاواک هم محور با این روش اقدام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با استفاده از روش پیشنهادی می توان به شتاب دهنده های موج رادیویی کم حجم، اقتصادی و ایمن دست یافت.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده های ذرات باردار، تزویج توان RF، کاواک، تقویت کننده ترانزیستوری
  • علی محمد پورصالح*، ایرج جباری، حسین خلفی صفحات 249-253
    یکی از روش های مطرح ترکیب توان در سیستم RF شتاب دهنده های موج رادیویی استفاده از ساختارهای تشدیدی است. در این ساختار، ساخت ترکیب کننده یا تقسیم کننده توان با استفاده محفظه هم محور یا محفظه استوانه ای حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق دو ترکیب کننده در یک باند بسامدی طراحی و ساخته شده و نتایج آن با هم مقایسه شده است. نتایج حاصل از تست های عملی ضمن تایید نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که ترکیب کننده توان با استفاده از محفظه هم محور نسبت به محفظه استوانه ای دارای ابعاد کمتر و همچنین قابلیت تنظیم راحت تری است، و برای استفاده در سیستم RF شتاب دهنده های موج رادیویی مناسب تر می باشد.
    کلیدواژگان: ترکیب کننده توان RF، محفظه هم محور، محفظه استوانه ای، شتاب دهنده موج رادیویی
  • حسین فرهنگ، محمد فرهمندزاد، محمد برده گر، جلیل گودرزی، احمدرضا محمد صفحات 255-261
    نظر به چالش های موجود در بحث ساخت و اندازه گیری مشخصات الکترومغناطیسی تیوب شتاب دهنده، در این مقاله ابتدا ملاحظات ساخت کاواک ها شامل چهار پارامتر اصلی جنس کاواک، انطباق ابعادی، صافی سطح و هم محوری کاواک ها مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با در نظر گرفتن ملاحظات مشخصات الکترومغناطیسی، نتایج ساخت کاواک ها به همراه روش اندازه گیری بسامد تشدید و ضریب کیفیت آن ارائه شده است. در گام بعدی با طراحی ساختارهای نگهدارنده، تست های نظیر پیستون اتصال کوتاه جهت اطمینان از بسامد تشدید صورت گرفته است. در گام نهایی نیز بعد از لحیم کاری کاواک ها تست کشش گوی جهت اندازه گیری و تنظیم نهایی شکل میدان صورت گرفته است.
    کلیدواژگان: ساخت، کاواک باند X، کشش گوی، شتاب دهنده خطی
  • مصطفی سلحشور *، علی اصغر زواریان، فاطمه حافظی صفحات 263-268
    در این مقاله، ابتدا لایه نشانی در خلا با استفاده از منبع تبخیر پرتو الکترونی بررسی و نقش میدان مغناطیسی در عملکرد آن تبیین شده است. پس از آن، توزیع میدان مغناطیسی ‏ناشی از پیکربندی اجزای مغناطیسی یک نمونه منبع تبخیر تجاری با تفنگ پرتو الکترونی با چرخش 270 درجه (ساخت سازمان جهاد دانشگاهی صنعتی شریف)، به وسیله نرم افزار المان محدود ANSYS شبیه سازی شده است. صحت نتایج شبیه سازی از طریق مقایسه با نتیجه اندازه گیری میدان مغناطیسی توسط کاوشگر اثر هال ارزیابی گردید. علاوه بر این، با استفاده از قابلیت نرم افزار برای ردیابی پرتو، قدرت عدسی مغناطیسی این سامانه برای تمرکز پرتو الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. مکان پیش بینی شده برای پرتو در محل هدف، تطابق بسیار خوبی با مشاهدات تجربی دارد.
    کلیدواژگان: پرتو الکترون، عدسی مغناطیسی، تبخیر در خلا
  • معصومه یارمحمدی سطری*، محمد لامعی رشتی صفحات 269-277
    Linac4 ماشین شتاب دهنده خطی تحت ساخت در سرن است که H- را تا MeV 160 شتاب می دهد و در آینده نزدیک به عنوان تزریق کننده مجموعه ساختار شتابدهی پروتون در سرن، جانشین Linac2، خواهد شد. Linac4 تشکیل شده است از: چشمه یونی با انرژی keV45، بخش انتقال دهنده باریکه انرژی پایین، LEBT و شتاب دهنده RFQ با بسامد MHz 2/352 که باریکه را تا انرژی MHz3 شتاب می دهد. سپس انتقال دهنده باریکه با انرژی متوسط، MEBT، قرار دارد که بخش قسمت کننده باریکه را شامل می شود و در تونل Linac4 نصب و باریکه آن راه اندازی شده است. LEBT شامل دو سیملوله و جعبه اندازه گیری است. MEBT از سه کاواک موج رادیویی و 11چهار قطبی مغناطیسی تشکیل شده است که وظیفه انتقال و تطبیق دادن باریکه خروجی از چشمه یونی، با حفظ ترتیب، بهRFQ و DTL را اجرا می کند. در این مقاله فرایند تطبیق پذیری باریکه H-، خروجی از چشمه یونی keV45 به RFQ و باریکه MeV3 بهDTL ارائه شده است. فاز راه اندازی باریکه در MEBT با اندازه گیری گسیلندگی باریکه آماده برای تزریق به DTL با گسیلندگی متر از نوع شکاف- شبکه که در ادامه MEBT نصب شده بود، تکمیل شد.
    کلیدواژگان: Linac4، تطبیق پذیری باریکه، LEBT، MEBT، سیملوله، چهار قطبی مغناطیسی، کاواک موج رادیویی
  • عباس احمدی*، کامران احمدی، شکوفه خالقی صفحات 279-287
    تابش چرنکوف هنگام حرکت ذرات باردار نسبیتی در یک محیط مادی با ضریب شکست بزرگ تر از یک به وجود می آید. اگر چه ضریب شکست مواد در ناحیه پرتو ایکس در حالت کلی کوچک تر از یک است، اما در نزدیکی لبه های جذب اتمی ضریب شکست مواد می تواند بزرگ تر از یک شود و تابش چرنکوف در ناحیه پرتو ایکس نرم با پهنای باند بسیار باریک تولید شود. در این مقاله، توزیع طیفی- زاویه ای و ویژگی های تابش چرنکوف در ناحیه پرتو ایکس به دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با استفاده از شتابگرهای الکترونی با انرژی حدود 10 MeV و با چگالی جریان متوسط 20mA/mm2 و با انتخاب ورقه هایی از مواد مختلف با ضخامت چند میکرومتر، می توان باریکه پرتو ایکس تکفام با شدتی در حدود 10-4 ph/el در محدوده انرژی eV 50 تا keV 1 تولید کرد. این چشمه نوین پرتو ایکس نرم، به دلیل درخشندگی زیاد و تکفام بودنش می تواند در میکروسکوپی پرتو ایکس نرم، طیف سنجی فوتوالکترون، آنالیز عناصر بسیار کم مقدار و دیگر زمینه های تحقیقاتی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: شتابگر الکترونی، تابش چرنکوف، پرتو ایکس نرم
  • بهنام آزادگان* صفحات 289-292
    آزمایش های تابش کانالی الکترون در شتاب دهنده خطی الکترون ELBE در موسسه تحقیقاتی روزندورف درسدن آلمان انجام شده است. هدف از انجام این سری از آزمایش ها تلاش برای بهینه کردن بهره تابش و پهنای خطوط طیفی به منظور کاربرد تابش کانالی در تهیه پرتو X تک انرژی بوده است. بلورهای الماس با توجه به دمای دبای بالا و رسانندگی گرمایی بالایشان می توانند در جریان های الکترون نسبتا بالا به کار برده شوند. آزمایش های تابش کانالی از صفحه (110) در انرژی های الکترون 14،6، 17، 30 و 34 مگا الکترون ولت با استفاده از بلورهای الماس با ضخامت های 42،5، 102، 168 و 500 میکرومتر انجام شده اند. این نتایج منجر به نصب یک چشمه پرتو X در شتاب دهنده خطی الکترون ELBE شده است. باریکه الکترون با میانگین جریان تا 200 μA اجازه می دهد تا نرخ فوتون به 1- s1010 تا 1- s1011 بر 10 % پهنای باند برسد. انرژی فوتون می تواند با تغییر انرژی باریکه الکترون تنظیم شود. تک انرژی کردن تابش کانالی و حذف تابش ترمزی زمینه با به کار بردن پراش پرتو X در یک بلور گرافیت بررسی شده است.
    کلیدواژگان: تابش کانالی، پرتو X، بلور الماس
  • مینا اخیانی، محمد رضایی پندری، فاضل جهانگیری، علیرضا نیکنام، رضا مسعودی * صفحات 293-298
    در این مقاله شتاب الکترون در برهم کنش با میدان پالس لیزری مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور محدود کردن ناحیه برهم کنش الکترون با پالس، که لازمه دستیابی به شتاب است، روش جدیدی مبتنی بر تزریق الکترون در قله زمانی پالس ارائه می شود. در این روش الکترون از یک منبع پلاسمایی تولید شده و با استفاده از میدان مغناطیسی به مسیر باریکه لیزر هدایت می شود و لحظه برهم کنش آن با پالس لیزری برای بیشترین بهره تنظیم می گردد. همچنین وابستگی بهره الکترون به طول و فاز اولیه پالس و زاویه تزریق الکترون مطالعه و مقادیر بهینه آنها به دست آمده است.
    کلیدواژگان: پالس لیزری نامتقارن، شتاب، الکترون
  • هاله کرمی، مرتضی جعفرزاده خطیبانی*، جواد رحیقی، زهره کارگر صفحات 299-306
    در این مقاله یک اتاقک پرتو ایکس حساس به موقعیت در یک بعد، که مبتنی بر روش چند سیمی و خطوط تاخیر دهنده سیگنال، طراحی، شبیه سازی و ساخته شده است، تشریح می شود. این نوع از اتاقک ها عموما در تصویر برداری پرتو ایکس نرم مورد استفاده قرار می گیرد و به سهولت قابل تعمیم به دو بعد هستند. قدرت تفکیک مکانی این اتاقک AWT IMAGE اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: اتاقک پرتو ایکس، خطوط تاخیر
  • بهزاد یدالله زاده *، امیدرضا کاکویی، وحید فتح اللهی، محمد فرمهینی فراهانی، مرتضی اسمعیلی نوجه دهی صفحات 307-311
    شتاب دهنده های پرده ای الکترون یکی از انواع شتاب دهنده های الکترون کم انرژی می باشند. این شتاب دهنده ها در بسیاری از صنایع مختلف مانند چاپ، پوشش دهی، بسته بندی جهت بهبود کیفیت محصول ضمن کاهش ترکیبات آلی فرار به منظور حفاظت از محیط زیست، نقش مهمی دارند. گسیلنده الکترون این نوع شتاب دهنده ها یکی از مهم ترین قسمت های آن است. در این قسمت برای تولید باریکه الکترونی پهن با توزیع یکنواخت، از کاتدهای چند فیلمانی و ساختار توری که به صورت مجتمع داخل نگهدارنده فیلمان قرار می گیرند، استفاده می شود. در مقایسه با کاتد تک فیلمانی، کاتدهای چند فیلمانی از نظر گسترش عرضی و یکنواختی باریکه الکترونی در ارجحیت هستند. یکی از مشکلات مهم و اساسی در این نوع گسیلنده های الکترونی، تغییر شکل دادن فیلمان های خطی در اثر انبساط حرارتی می باشد. در این کار پژوهشی، هدف طراحی و ساخت سیستم مکانیکی مناسب نگهدارنده فیلمان ها برای حفظ شکل و موقعیت اولیه آنها در هنگام گرم شدن می باشد. در ادامه تغییرات جریان الکترون های گسیلی با ولتاژ اعمالی به آند (در دمای ثابت کاتد) و همچنین تغییرات جریان الکترون های گسیلی با جریان عبوری از فیلمان در ولتاژ ثابت آند بررسی شد.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده الکترون، باریکه پهن، فیلمان تنگستن، انبساط حرارتی
  • نعمت الله حیدرلو، حمیدرضا باغانی*، سید محمود رضا آقامیری، سید ربیع مهدوی صفحات 313-320
    پرتو درمانی حین عمل با استفاده از الکترون یکی از روش های پرتو درمانی است که در طی یک جلسه با اعمال دز زیاد به بیمار و در حین جراحی صورت می پذیرد. یکی از اپلیکاتور هایی که اخیرا در این روش مورد استفاده قرار می گیرد، اپلیکاتور شکل دهنده باریکه است که کاربرد قابل توجهی در درمان تومورهای بزرگ دارد. در این پژوهش خصوصیات دزسنجی باریکه الکترون حاصل از شتاب دهنده پرتو درمانی حین عمل LIAC به همراه این اپلیکاتور با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو توسط کد MCNP مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان داد که باریکه الکترون حاصل از اپلیکاتور شکل دهنده باریکه از خصوصیات دزسنجی مطلوبی برخوردار است، به طوری که می توان این اپلیکاتور را برای استفاده در مقاصد بالینی مد نظر قرار داد. به علاوه توافق مطلوب میان نتایج حاصل از شبیه سازی و اندازه گیری عملی، استفاده از روش مونت کارلو را برای تعیین پارامترهای دزسنجی باریکه الکترون پرتو درمانی حین عمل مورد تائید قرار می دهد.
    کلیدواژگان: پرتو درمانی حین عمل، اپلیکاتور شکل دهنده باریکه، شبیه سازی مونت کارلو، شتاب دهنده اختصاصی LIAC
  • حامد نوری، امیرحسین میردامادی، سید عبدالمهدی آقایان * صفحات 321-329
    فناوری شتاب دهنده های باریکه الکترونی طی سال های گذشته در کاربردهای زیست محیطی پیشرفت های قابل توجهی داشته است. از جمله کاربردهای زیست محیطی شتاب دهنده های صنعتی، پاکسازی گازهای تولیدی تاسیسات صنعتی از اکسیدهای نیتروژن و گوگرد (NOx ،SOx) می باشد. گازهای حاصل از احتراق ذغال سنگ، نفت، گاز طبیعی و... که در نیروگاه های برق، پالایشگاه ها و کارخانه های صنعتی تولید می شوند، شامل مقادیر بالایی از این اکسیدها بوده که در اغلب موارد بیش از حد مجاز است. پاکسازی به روش پرتودهی، شامل اضافه کردن مقادیری آمونیاک به گازهای خروجی و پرتودهی از طریق باریکه الکترونی شتاب دهنده است. پرتودهی، رادیکال هایی را تولید می کند که با SOx و NOx مجددا واکنش انجام داده و اسیدهای مربوطه شکل می گیرد. با وجود آمونیاک این اسیدها به آمونیوم سولفات ((NH4)2SO4) و آمونیوم نیترات (NH4NO3) تبدیل می شوند و از طریق ته نشین کننده های الکترواستاتیکی جمع آوری و به عنوان کود شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. بررسی فرایند تصفیه گازهای آلوده توسط باریکه الکترونی و همچنین جایگاه شتاب دهنده الکترون در واحدهای صنعتی آلاینده محیط زیست در ایران می تواند راهکار مناسبی جهت بر طرف سازی این معضل زیست محیطی باشد.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده ذرات، پرتو الکترونی، آلاینده های SOx و NOx
  • حسن قویدل، حسین خسروآبادی*، محمد اتوکش صفحات 331-336
    در این مقاله یک روش ساده برای بهینه سازی بازتابش آینه های نانو- چند لایه متناوب پرتو ایکس در سه انرژی Ti-Kα و Co-Kα وCr-Kα برای رسیدن به بیشترین بازتابش بر اساس روش ضخامت یک چهارم- موج1 (QW) ارائه شده است. در این روش اگر ضخامت لایه ها مضرب فردی از ضخامت QW باشند، پرتوهای ایکس خروجی تداخل سازنده انجام می دهند و در این حالت در منحنی بازتابش یک قله به نام قله براگ خواهیم داشت. ضخامت QW به زاویه و انرژی پرتو ورودی وابسته است. برای چند آینه نانو- چند لایه دلخواه در انرژی های مذکور و با تغییر زاویه از 5/0 تا 8 درجه ضخامت QW برای لایه ها تعیین شد و بازتابش قله براگ در تمام زوایا با استفاده از نرم افزار IMD به دست آمد. با رسم منحنی بازتابش قله های براگ بر حسب زوایای مورد نظر، بیشترین بازتابش به دست می آید.
    کلیدواژگان: بازتابش پرتو ایکس، آینه نانو، چندلایه ای، روش یک چهارم موج
|
  • ل Rahighi * Page 0
    Particle accelerators are engines of discovery and innovation. Design, construction and use of particle accelerators have made numerous scientific and technological achievements in recent decades, having an undeniable influence on society. In medicine and pharmacy, particle accelerators provide in more efficient treatment with fewer side effects. Disease diagnostics are how much straightforward with the help of radio isotopes, accelerators have made it possible to develop new antibiotics with providing the ground for research in molecular biology and discovering new protein structures and live cells. Accelerators also provide better quality electrical microchips for the market, by processing and producing semiconductors. They provide cleaner water and air by helping in research on pollutants and have unexampled achievements in archaeology and archaeometry. Today, there are more than 35 thousand accelerators of different types around the world from which 65% are working in industry, more than 30% in medicine and about 5% in large-scale laboratories and research centers. Considering various applications of accelerators in different scientific and engineering fields, developing different types of accelerators and introducing their different applications to the scientific society, can result in developing industrial potency, enhancing economic power and even improving life in the society. Large-scale facilities have always been the target of the best researchers and scientists around the world in different fields of studies, with the purpose of conducting the most advanced scientific projects. Some beneficiary companies and science institutions employing new strategies will develop from those projects. Of course, the management and financing methods will be new and different in such laboratories. Iran, a country of about 85 million populations with an outstanding scientific quality in the Middle-East, has had a poor record in the use of particle accelerators. Nearly 5 million students are studying in 470 universities, 2 million are studying in basic science, engineering and medicine. Such a big number of students and researchers have little access to particle accelerator laboratories, as a modern and efficient tool for research and innovation. The most optimistic estimation has counted 50 accelerators being utilized by Iranian researchers in medical applications, and just two to three accelerators are being used for non-medical purposes, while the first laboratories of this kind have been employed more than 40 years ago in Europe and USA, and are being exploited more widely each day. Without enough laboratories and experimental tools, new generations of researchers would not have an appropriate grasp of measurement and experimental science. It can be stated that the most important reason for this lag in developing accelerators technology is the absence of recognition and enough motivation on the part of universities and scientific institutions, not the lack of scientific qualification. It should be noted that scientific capability of Iran is now envied by many developed countries, those who have enough hardware but are in need of young researchers for utilizing and scientific management of these laboratories. The lack of attention and delaying in setting up scientific plans, such as Iranian Light Source Facility (ILSF), and similar projects deprives the country from the opportunity of attracting the best graduates and scientists. Building large scale facilities for such a huge human capacity in the country, would enable educated and talented individuals to seek better and professional opportunities in our country and to stop " Brain drain" to occur. Constructing a national large-scale laboratory, such as Iranian Light Source Facility (ILSF) targeted for interdisciplinary research, with no doubt enhances the quality of research in Iran. Furthermore, it should be pointed out that new political condition after resolving sanction against Iran should concentrate more on scientific and technological independence and self-sufficiency of the country and prevent from over purchasing form abroad. Organizers of the second national conference on particle accelerators and their applications, endeavor to demonstrate a precise and genuine picture of what is going on in Iran regarding construction and application of particle accelerators, to connect researchers and to encourage commercial companies to assist Iranian researchers in developing accelerator science and technology. It is hoped that in the near future, Iran experience a productive period in producing science and technology, especially in constructing and applying particle accelerators. We invite all scientists, from all over the country, as well as Iranian experts working abroad, working up in this area, to this national gathering. The availability of educated individuals at the present scale in Iran is indeed exceptional. This is a unique opportunity which should not be missed by science policy makers at the political levels.
  • I. Ahmadi *_S. M Jazayeri_J. Rahighi_M. Mollabashi_F. Saeidi Pages 151-158
    Storage rings are extensively used for particle colliders, damping rings and light sources. To further increase the luminosity at the colliders or brightness of a synchrotron light sources, the emittance of accelerator beam is being continually pushed downward in storage rings. In this paper, we investigate the lattice design for the storage ring of Iranian Light Source Facility (ILSF) with an ultra-low emittance of 0.27 nm-rad, intermediate energy of 3 GeV and storage ring circumference of 528 m. In this design, the base line for installing adjuncts is based on 20 straight sections with the length of 7 m.
    Keywords: storage ring, emittance, electromagnetic lattice
  • F. Saeidi *, M. Razazian, J. Dehghani, I. Ahmadi, J. Rahighi, R. Pourimani Pages 159-167
    Iranian Light Source Facility (ILSF) is a new 3 GeV synchrotron radiation laboratory in the Middle East. The ILSF storage ring (SR) is based on a Five-Bend Achromat lattice, providing a beam emittance of 0.48 nm rad. The ring is consisting of 100 pure dipole, 320 quadrupole and 320 sextupole magnets. In this paper, we present some design features of the SR magnets and discuss their detailed physical design
    Keywords: storage ring, electromagnet, magnetic field quality, electrical, cooling system
  • Y. Radkhorrami *, A. Shahveh, F. Saeidi Pages 169-175
    Magnetic Measurement Lab is one of the most significant divisions of Research and Development (R&D) Lab of Iranian Light Source Facility. The main duty of this lab is to measure and check qualification of the accelerator magnets, including permanent and electromagnets, being applied in Iran for the fisrt time. The ILSF measurement lab consists of precise measurement equipment, in proportion to synchrotron needs, such as Hall Effect probe measurement bench, rotating coil and Helmholtz coil. Recently, the lab has been provided with Hall probe measurement bench and uncompensated rotating coil and has made it possible to measure prototype magnets. In this article, the results of measuring quadrupole prototype are studied using Hall probe and rotating coil, to determine and compare errors in measuring multipole magnets and their sources
    Keywords: magnetic measurement, Hall probe, rotating coil
  • S. Pirani *, Kh Sarhadi, V. Moradi, B. Kamkari, J. Dehghani, J. Rahighi Pages 177-184
    Iranian Light Source Facility (ILSF) RF system was conceptually designed based on ILSF requirements for a 3 GeV storage ring and 400 mA beam current at 500 MHz RF frequency. Considering the fact that cavity construction is simpler at 100 MHz and advantages of reducing frequency provided an alternative of 100MHz RF system to be explored for ILSF. After a thorough study on the effect of reducing RF frequency on electron beam, machine parameters and comparison of RF systems at both frequencies, the RF frequency was switched to 100 MHz. This paper presents these investigations and comparision leading to selecting the intended frequency. Furthermore, the electromagnetic and mechanical design for 100 MHz cavity are discussed.
    Keywords: RF cavity, radio frequency, storage ring, electromagnetic design
  • O. Ahmadi, E. Yousefi *, D. Shirangi, M. Jafarzadeh Pages 185-190
    The Iranian Light Source Facility (ILSF) booster main specifications including 250 ms ramp up, 2Hz repetition rate, and quasi-sinusoidal wave shape, up to this point have been the basis for calculations. Each family of magnets including Dipole, Quadrupole and Sextupoles will feed by individual power supply. In order to maintain constant transverse tunes and chromaticity while the beam is accelerated, quadrupole and sextupole magnet currents must closely track the current in the dipole magnets. In booster rings, feeding the high inductance load, tracking of Quadrupole and sextupole magnets, reducing output current fluctuation and having a precise high bandwidth current regulation system are particular challenges. In order to meet the requirements, it is necessary to have a fully digital controller to achieve a fast regulation system. The prototype power supply and its test results are described in this paper.
    Keywords: magnets, synchrotron, power supplies
  • A. Gholampour Azhir *, S. Amiri, M. Lamehi Rachti, J. Rahighi Pages 191-196
    In this paper, we have discussed about the role of two emittance values suggested for Iranian Light Source Facility (ILSF) (3.278 and 0.476 nm.rad) on different radiation features of the synchrotron light sources (bending magnet, shaker and oscillator) such as spot size, divergence of the beam on light spot, brilliance and important quantities in beamline design such as photon cross-section, optical element sizes and energy resolution
    Keywords: emittance, synchrotron radiation, beamline
  • Gh Bazrafshan *, J. Rahighi, N. Vosoughi, O. Seifi Pages 197-203
    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 10-4 torr. The pressure goes down to 10-8, without saturation effect in low pressures
    Keywords: ion pump, sputtering yield, COMSOL simulation, plasma
  • S. Zarei *, F. Abbasi Davani, M. Lamei Rashti, F. Ghasemi Pages 205-212
    Side-coupled standing wave tubes in AWT IMAGE mode are widely used in the low-energy electron linear accelerator, due to high accelerating gradient and low sensitivity to construction tolerances. The use of various simulation software for designing these kinds of tubes is very common nowadays. In this paper, SUPERFISH code and COMSOL are used for designing the accelerating and coupling cavities for a 6 MeV electron linear accelerator. Finite difference method in SUPERFISH code and Finite element method in COMSOL are used to solve the equations. Besides, dimension of accelerating and coupling cavities and also coupling iris dimension are optimized to achieve resonance frequency of 2.9985 MHz and coupling constant of 0.0112. Considering the results of this study and designing of the RF energy injection port subsequently, the construction of 6 MeV electron tube will be provided
    Keywords: linear accelerator, accelerating tube, COMSOL, SUPERFISH code
  • S. Ahmadiannamin *, F. Ghasemi, F. Abbasi Davani, M. Lamehi Rachti, M. Shirshekan, M. Bahrami Pages 213-222
    The main purpose for designing and constructing electroradio frequency linear accelerators is to reach better beam quality with higher power and energy by lower RF power consumption. The main step for this purpose is doing research and development in the area of designing, constructing, measuring and tuning of accelerator RF cavities. Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM) linear accelerator projecta is the first Iranian project for construction of electrolinear accelerator. In this paper, a brief introduction to construction procedure has been given. Then, the measurement and tuning of a disk-loaded periodic structure before and after tuning was reported. In addition, the detailed design and measurement setup for electric field measurement by perturbation method was investigated
    Keywords: disk-loaded structure, constant impedance, accelerator cavity, bead pull setup, Slater perturbation method, tuning
  • F. Ghasemi *, F. Abbasi Davani, M. Lamehi Rachti, S. Ahmadian, H. Shaker Pages 223-231
    The purpose of electron linear accelerator project in Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM) has been to design and construct a S-band electron linear accelerator in such a way that all its parts be designed and built in Iran as much as possible. For more detailed evaluations and assurance, a cooper accelerating tube with the exact same specification of the main accelerating tube has also been constructed. After designing and constructing prototype tube, it was measured by applying slater perturbation method in resonance mode and steel method in non-resonance mode. Adaption of electric field in different modes for the accelerating tube after tuning with simulation values shows the accuracy of the applied construction and mesurment methods
    Keywords: electron linear acceleratoer, traveling wave, perturbation methods
  • A. Sadeghipanah *_Kh Sarhadi_J. Rahighi_A. H Feghhi_H. Ghasem Pages 233-239
    In this paper, we introduce RF electron gun of Iranian Light Source Facility (ILSF) pre-injection system. Design, fabrication and low-power microwave tests results of the prototype RF electron gun have been described in detail. This paper also explains the tuning procedure of the prototype RF electron gun to the desired resonant frequency. The outcomes of this project brighten the path to the fabrication of the RF electron gun by the local industries
    Keywords: RF electron gun, beam emittance, low-power microwave tests, frequency tuning
  • A. M Poursaleh *_I. Jabbari_H. Khalafi Pages 241-247
    In this paper, the feasibility studty of a new method of RF power coupling to acceleration cavity of charged particles accelerator will be evaluated. In this method a slit is created around the accelerator cavity, and RF power amplifier modules is connected directly to the acceleration cavity. In fact, in this design, the cavity in addition to acting as an acceleration cavity, acts as a RF power combiner. The benefits of this method are avoiding the use of RF vacuum tubes, transmission lines, high power combiner and coupler. In this research, cylindrical and coaxial cavities were studied, and a small sample coaxial cavity is build by this method. The results of the resarch showed that compact, economical and safe RF accelerators can be achieved by the proposed method
    Keywords: charged particles accelerator, RF power coupling, acceleration cavity, solid state amplifier
  • A. M Poursaleh*_I. Jabbari_H. Khalafi Pages 249-253
    Resonant structure is one of the proposed methods in combining power in RF systems of RF accelerators. In this structure, fabrication of RF power divider or combiner using coaxial and cylindrical cavity is important. In this study, two combiners, in the same frequency band, are designed and fabricated; and their results are compared. The experimental results confirmed the simulation results and showed that compared with cyclical cavity, the power combiner with coaxial cavity is smaller, more easily adjustable, and is more suitable for use in RF systems of RF accelerators
    Keywords: RF power combiner, coaxial cavity, cylindrical cavity, RF accelerator
  • H. Farhang, M. Farahmandzad, M. Bardegar, J. Goudarzi, A. Mohammad Pages 255-261
    Considering the challenges in fabrication and electromagnetic characterization of linear accelerator tube, first four major effective parameters in cavity fabrication, including cavity material, dimension agreement, surface roughness and concentricity of cavities have been studied. Then, considering appropriate electromagnetic properties, fabrication results of cavities, techniques for their resonant frequency and quality factor measurement are presented. Then, plunger test is done by designing special fixtures for double checking the resonant frequency of each cavity. Finally, the bead-pull test is accomplished after brazing the cavities together, to check the RF field profile and tuning.
    Keywords: X-band cavity fabrication, bead-pull, linear accelerator
  • M. Salahshoor *_A. A Zavarian_F. Hafezi Pages 263-268
    In this paper, the vacuum film deposition through electron beam evaporation has been reviewed and the effect of magnetic field on the operation of this system has been explained. Then, the magnetic field distribution due to magnetic components configuartion of a commercial evaporation source with 270-degree electron beam gun (manufactured by Sharif University Branch of ACECR), has been simulated by means of a finite element software, ANSYS. The simulation result was verified by comparing with the results obtained from measurement by Hall Effect sensor. Furthermore, by using the ray-tracing capability of the software, the capability of the magnetic lens of this device for electron beam focusing has been investigated. The predicted position of the electron beam spot on the target is in good agreement with experimental observations
    Keywords: electron beam, magnetic lens, vacuum deposition
  • M. Yarmohammadi Satri *, M. Lamehi-Rachti Pages 269-277
    Linac4 is the near future 160 MeV H- linear accelerator of the CERN presently under construction. It will replace the present Linac2 as injector of the proton accelerator complex in CERN. The Linac4 is composed of a 45 keV ion source, a Low Energy Beam Transport (LEBT), a 352.2 MHz Radio Frequency Quadrupole (RFQ), which accelerates the beam to 3 MeV, and a Medium Energy Beam Transport (MEBT), housing a beam chopper, has been installed and commissioned in the Linac4 tunnel. The LEBT is composed of two solenoids and a diagnostic box; the MEBT is composed of three Radio Frequency (RF) cavities and 11 quadrupole magnets to match and transfer the beam from the source to the RFQ and DTL, respectively. In this paper, the beam matching process of the 45 keV H- beam to the RFQ and that of accelerated 3 MeV beam to the DTL has been presented. The MEBT beam commissioning was complemented with the emittance measurement of the DTL matched beam taken with a slit-and-grid emittance measurement device located after the MEBT line
    Keywords: Linac4, beam matching, LEBT, MEBT, solenoid, quadrupole magnets, RF cavity
  • A. Ahmadi *, K. Ahmadi, Sh Khaleghi Pages 279-287
    Cherenkov radiation is generated when relativistic charged particles move in a medium with refractive index larger than unity. Although, the refractive index is generally smaller than unity in X-ray region, in the vicinity of atomic absorption edges, the refractive index may exceed unity and Cherenkov radiation can be generated in soft X-ray region with a narrow band width. In this paper, the spectral-angular distribution of X-ray Cherenkov Radiation (XCR) and its properties are analyzed. It is shown that, by using electron accelerators which can produce 10 MeV electrons, with average current density 20 mA/mm2, and choosing different µm-thick foils, one can produce soft X-ray Cherenkov radiation source with intensity about 10-4 ph/el, and X-ray photon energy from 50 eV up to 1 keV. Some unique properties of XCR, such as narrow band width and high brightness, make XCR a novel soft X-ray source for applications in soft X-ray microscopy, photoelectron spectroscopy, analysis of trace elements and other research areas.
    Keywords: electron accelerator, Cherenkov radiation, soft X-rays
  • B. Azadegan* Pages 289-292
    The measurements of electron Channeling Radiation (CR) have been performed at ELBE linear electron accelerator of the Forschungszentrum Dresden-Rossendorf. The aim of performing these experiments was to optimize radiation yield and spectral line width of CR in order to apply channeling radiation for preparing a monochromatic X-ray source. Diamond crystals can be used in relatively high electron currents due to their high Debye temperature and the large thermal conductivity. Measurements of (110) planar channeling radiation have been performed at electron energies of 14.6, 17, 30, and 34 MeV, using diamond crystals of 42.5, 102, 168, and 500 μm thick. These data resulted in installing an X-ray source in ELBE linear electron accelerator. The electron beam with an average current of up to 200 μA allows reaching photon rates between 1010 s-1 and 1011 s-1 per 10% bandwidth. Photon energy can be tuned by changing the electron beam energy. Monochromisation of CR and bremsstrahlung background reduction has been investigated applying X-ray diffraction at a graphite crystal
    Keywords: channeling radiation, X-ray, diamond crystal
  • M. Akhyani_M. Rezaei-Pandari_F. Jahangiri_A. R Niknam_R. Massudi * Pages 293-298
    In this paper, electron acceleration in the field of laser pulse is investigated. To limit the interaction region for electron pulse, which is required for acceleration, a new method is presented based on the injection of electron on temporal peak of the laser pulse. In this method, the electron is provided by a plasma source and is steered inside the laser field by utilizing the magnetic field and the interaction time is optimized for maximum energy gain. The dependence of the electron energy gain on duration and initial phase of the laser pulse as well as the injection angle of the electron is studied and optimized
    Keywords: asymmetric laser pulse, acceleration, electron
  • H. Karami, M. Jafarzadeh Khatibani *, J. Rahighi, Z. Kargar Pages 299-306
    In this paper a one dimentional position-sensitive X-ray gas detector has been designed, simulated and constructed based on Multi Wire Proportional Chamber (MWPC) with delay line position readout. These kinds of detectors are useful in soft X-ray imaging and are capable of being extended to two dimensions position readout easily. The position resolution of this detector is estimated to be 230µm
    Keywords: X-ray detector, delay line
  • B. Yadollahzadeh *, O. Kakuee, V. Fathollahi, M. Farmahini Farahani, M. Esmaeili Nojehdehi Pages 307-311
    Electron curtain accelerator is a type of low-energy electron accelerator, which plays an important role in many different industries such as printing, coating and packing to promote product quality, while reducing volatile organic compounds for protecting global environment. Electron emitter is one of the main components of this type of accelerators. Multi-filament cathodes and grid structures within filament housing have been designed carefully to generate uniform broad beam distribution. Compared to single filament cathode, multi-filament cathodes are more preferred in width expansion and beam uniformity. Distortion of linear filament due to thermal expansion is one of the major problems in this type of electron source. The aim of this study is to design and fabricate an appropriate mechanical system to maintain the filament in its initial shape and position when heating. In addition, dependence of emitted electrons on anode voltage (at constant cathode temperature), as well as dependence of emitted electrons on filament current (at constant anode voltage) have been experimentally investigated.
    Keywords: electron accelerator, broad beam, tungstan filament, thermal expansion
  • N. Heidarloo_H. R Baghani_S. M R. Aghamiri_S. R Mahdavi Pages 313-320
    Intraoperative electron radiotherapy is one of the radiotherapy methods that delivers a high single fraction of radiation dose to the patient in one session during the surgery. Beam shaper applicator is one of the applicators that is recently employed with this radiotherapy method. This applicator has a considerable application in treatment of large tumors. In this study, the dosimetric characteristics of the electron beam produced by LIAC intraoperative radiotherapy accelerator in conjunction with this applicator have been evaluated through Monte Carlo simulation by MCNP code. The results showed that the electron beam produced by the beam shaper applicator would have the desirable dosimetric characteristics, so that the mentioned applicator can be considered for clinical purposes. Furthermore, the good agreement between the results of simulation and practical dosimetry, confirms the applicability of Monte Carlo method in determining the dosimetric parameters of electron beam intraoperative radiotherapy
    Keywords: intraoperative radiotherapy (IORT), beam shaper applicator, Monte Carlo simulation, LIAC dedicated accelarator
  • H. Nouri_A. H Mirdamadi_S. A M. Aghayan * Pages 321-329
    Electron beam accelerators technology has made significant progress in environmental applications in recent years. Including some environmental applications of industrial accelerators, is clearing the air from oxides of nitrogen and sulfur(NOx , SOx) produced by industrial facilities. Combustion of coal, oil, natural gas and other gases that are produced in power plant, refineries and industrial factories, produce high extent of these oxides wshich exceed the limit in most cases. Clearing by irradiation involves adding amounts of ammonia to output gases and irradiation by Electron beam accelerators. Irradiation produces radicals that interact again with NOx , SOx and produced the related gases. Due to the ammonia, these acids transform into ammonium sulfate ((NH4)2SO4 ) and ammonium nitrate (NH4NO3) are precipitated by electrostatic precipitators, and are used as chemical fertilizer. Cosidering purification process of pollutant gases by electron beam and the importance of electron accelerator in industrial plants that are polluting the environment in Iran, can be a suitable sollution for this environmental problem
    Keywords: particle accelarator, electron beam, NOx, SOx pollutants
  • H. Ghavidel, H. Khosroabadi *, M. Otoukesh Pages 331-336
    In this paper, a practical simulation method for optimizing of x-ray reflection of nano-multilayer mirrors in three different edge energies: Cr-Kα, Co-Kα, and Ti-Kα is discussed in order to obtain the most reflection based on quarter-wave thickness method (QW). In this method, the reflected x-ray will have a constructive interference, and a peak, called Brag peak, will appear in reflection curve when the tickness of the layer is an odd multiple of the quarter-wave thickness. The quarter-wave thickness is dependent to on the angle and energy of the entrance photon beam. In the mentioned edge energies, for different nano-multilayer mirrors, and for incident angle ranges from 0.5 to 8 degrees, the QW thikness for each layer is estimated and the Brag peak reflected intensity was simulated for each angle by the IMD computational code. The details shows that the optimal reflection is accessible by plotting Brag peak reflection curves based on the related angles.
    Keywords: X-ray reflectivity, nano-multilayer mirror, quarter-wave method