طراحی، ساخت و بهینه‌سازی طیف‌سنج سهموی تامسون به عنوان یک ابزار تشخیصی برای یون‌ها در دستگاه پلاسمای کانونی

Abstract

یکی از نیازهای اصلی در پژوهش‌های پلاسمای کانونی، اندازه‌گیری نوع و محدوده‌ی انرژی یون‌های تولیدی در این دستگاه به منظور استفاده از یون‌های حاصل در کاربردهای عملی یا پژوهش‌های نظری بر روی دستگاه پلاسمای کانونی است. هم‌چنین در سایر حوزه‌ها که اندازه‌گیری طیف انرژی یون‌ها در میدان‌های آمیخته‌ی پرتویی مورد نیاز است، طیف‌سنج سهموی تامسون ابزاری بسیار پرکاربرد است. در این پژوهش ابتدا یک نمونه طیف‌سنج سهموی ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفت. سپس با توجه به ایرادهای موجود در نمونه‌ی اولیه، طیف‌سنج تامسون جدیدی طراحی و ساخته شد که امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر و با قدرت تفکیک بهتر را فراهم کرد. با هر دوی این طیف‌سنج‌ها آزمایش‌هایی در شرایط مختلف روی دو دستگاه پلاسمای کانونی مختلف انجام شد. نتایج، عملکرد مناسب طیف‌سنج در جداسازی یون‌ها برای طیف‌سنجی را نشان داد. در این پژوهش از نرم‌افزارهای CST و SRIM برای شبیه‌سازی قسمت‌های مختلف دستگاه استفاده شد. در نهایت مقایسه-ای بین نتایج حاصل از ترابرد باریکه با نرم‌افزار CST و نتایج به دست آمده در آزمایش‌ها به انجام رسید که نشان‌دهنده‌ی قابل اطمینان بودن این نرم‌افزار در ترابرد باریکه‌ی یونی در سیستم طیف‌سنج تامسون است و هم‌چنین این نرم‌افزار می‌تواند به عنوان ابزاری برای تنظیم پارامترهای دستگاه قبل از انجام آزمایش و شناسایی یون‌ها بعد از انجام آزمایش به کار گرفته شود. <br /> <br />