IranPAC2015

Design and simulation of magnet for 100 MeV separated sector cyclotron

Not scheduled

15m

سالن همایش‌ها (پژوهشگاه دانش‌های بنیادی)

Poster شتابگر سیکلوترون

Speaker

Mr Ali Biganeh (nuclear science and technology research institute)

Description

Numerical simulation for design and optimization of a magnet for a 100 MeV H- separated sector cyclotron is presented. After determination of basic specification of the magnet, 2-D simulation by POISSON code is carried out in order to speed up the simulation process. This 2-D model is an approximation to 3-D model that is simulated in complete details by TOSCA software. The results shows that the isochronous magnetic field can be obtained by placing 3 groups of correction trim coils in the magnet poles. Hard edge shimming method is used to ensure the vertical focusing of the beam. The closed orbits of the particle is simulated by CYCLONE code in the median plane of the magnet. Proper trajectories in different energies at expected radii, confirms designed magnetic field. Moreover, the results of Betatron oscillation indicate that the operating points of the magnet are far away from all kinds of resonances which leads to loss of the beam.

چکیده به فارسی

شبیه¬سازی عددی برای طراحی و بهینه سازی مگنت سیکلوترون قطاع مجزای 100 مگا الکترون ولتی یون هیدروژن منفی ارایه شده است. پس از تعیین ویژگی های مشخصه¬ی مگنت، به منظور افزایش سرعت در طراحی، شبیه سازی 2 بعدی با استفاده از کد پوآسون انجام شده است
این مدل 2 بعدی یک تقریب اولیه برای مدل 3 بعدی است که در مرحله¬ی بعد جزییات آن با استفاده از نرم افزارتوسکا تکمیل شده است
نتایج شبیه سازی نشان می¬دهد که با قرار دادن سه دسته سیم پیچ تصحیح کننده¬ی میدان مغناطیسی درون قطب های مگنت می¬توان به میدان مغناطیسی همزمان با فرکانس موج رادیویی دست یافت
در مدل ارایه شده، به منظور تضمین تمرکز عمودی باریکه به هنگام شتاب گیری، از روش شیمینگ لبه های قطب مگنت استفاده شده است. مسیر های بسته¬ی حرکت ذرات در صفحه¬ی میانی مگنت با استفاده از کد سایکلون شبیه سازی شده است
چرخش مناسب باریکه در انرژی های مختلف بر روی شعاع های مورد انتظار، میدان مغناطیسی طراحی شده را تأیید می¬کند. علاوه بر این محاسبه¬ی نوسانات بتاترون نشان می¬دهد که نقاط کار مگنت ارایه شده از کلیه¬ی تشدیدهای مخرب که منجر به از دست رفتن باریکه می¬شود، دور است

Peer reviewing

Paper

Accepted on 8 Nov 2015 by Javad Rahighi

Paper files: