Расчет и проектирование высоковакуумных систем циклотронного ускорителя с применением конечно-элементного моделирования
При проведении исследований свойств материалов и электронных компонентов часто применяются мощные потоки ускоренных частиц, генерируемые циклотронными ускорителями. Функционирование данных комплексов, имеющих в своей конструкции сложную систему вакуумных узлов, критично зависит от поддержания в них сверхвысокого вакуума. Целью данной статьи стало моделирование методом конечных элементов и анализ распределения остаточного газа внутри вакуумной камеры циклотрона для определения недостатков системы и определения возможностей совершенствования конструкции. Откачиваемый объем имеет сложную геометрию и при моделировании необходимо учитывать не только размеры камеры, но и расположенные внутри компоненты, а также физические свойства поверхностей камеры, которые влияют на процессы диффузии и газовыделения. Проведенное моделирование позволило выявить несколько важных аспектов, требующих дальнейшей оптимизации, в частности необходимость замены используемого трубопровода на конструкцию с большим диаметром на критическом участке системы.
Авторы: З. Г. Люллин, И. В. Лазарев, И. В. Гольтяев, Д. К. Кострин
Направление: Физика
Ключевые слова: циклотронный ускоритель, высокий вакуум, компьютерное моделирование, метод конечных элементов, откачка, проводимость системы, вакуумный насос
Открыть полный текст статьи