شماره راهنما :
1650 دكتري
پديد آورنده :
كريمي، حسين
عنوان :
طراحي سيستم خلاء، شبيه سازي امپدانس و مطالعه پايداري باريكه در حلقه انبارش طرح چشمه نور ايران
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 146ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
ظفرالله كلانتري، جواد رحيقي
توصيفگر ها :
سيستم خلاء , چشمه نور ايران , امپدانس خلاء , ناپايداري باريكه , تحليل حرارتي , شبيه سازي خلأ
استاد داور :
محمد لامعي رشتي، مهدي نصري نصرآبادي، آذر تفريحي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/09/19
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/07
چكيده فارسي :
۱ چكيده امروزه سنكروترونهاي چشمه نور يكي از پيشرفتهترين ومتمايزترين ابزارهايي هستندكه به منظور كاوش در علوم مختلف به كار مي روند يك سنكروترون چشمه نور در حقيقت يك منبع توليد نور است كه با شتاب دادن الكترونها و عبور آنها از ميدانهاي مغناطيسي ميتواند نور با فركانسهاي مختلف توليد كند اين توانايي در توليد فركانس كه دامنه آن امواج مادون قرمز تا اشعه ايكس سخت را در بر ميگيرد به همراه شدت و درخشندگي زياد و قطبش قابل تنظيم در خصوص پرتوي توليدي وجه تمايز اين منبع نوري با ساير تجهيزات توليد پرتو ايكس مي باشد به همين جهت اين ابزار يك امكان منحصر بفرد به منظور پرتونگاري دقيق در بررسي ساختار مواد مختلف بوده و به طور گسترده در اين زمينه مورد استفاده قرار ميگيرد با توجه به اهميت سنكروترون چشمه نور به عنوان يك عنصر زيربنايي درتوسعه علوم مختلف در سال 88۳۱ طرح چشمهي نور ايران شتابگر ملي ايران در معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري به تصويب رسيد تا با اجرايي شدن آن مطابق سند چشم انداز 404۱ مجموعهاي از امكانات آزمايشگاهي منحصر به فرد در اختيار پژوهشگران داخلي و منطقهاي قرارگيرد در چشمه نور ايران كه يك سنكروترون نسل ۳ است باريكه الكترون با جريان 004 ميليآمپر و انرژي ۳ گيگا الكترون ولت مسير 8۲5 متري حلقه انبارش را با سرعتي بسيار نزديك به سرعت نور مي پيمايد و حين عبور از ميدانهاي مغناطيسي پرتوي ايكس با شار و درخشندگي زياد توليد ميكند يكي از نكات مهم در حلقه انبارش سنكروترونها انبارش الكترونها و افزايش جريان باريكه الكترون به منظور افزايش شار فوتونهاي توليدي است اما جريان باريكه الكترون در حلقه انبارش بواسطه فرآيندهاي مختلفي اتالف ميشود يكي از اين فرآيندهاي اتالفي برخورد الكترونهاي پرانرژي باريكه با مولكولهاي محيط است از اين رو به منظور افزايش طول عمر باريكه ايجاد شرايط خال در سرتاسر مسير حلقه انبارش ضروري است خال مورد نياز در اين قسمت از شتابگر از مرتبه خال بسيار زياد UHV است در خال بسيار زياد فشار خال از مرتبه ۱ ۱0 ۹ mbar بوده كه رسيدن به چنين فشاري به لحاظ جنس محفظههاي خال فرآيندهاي ساخت انتخاب سيستم پمپاژ تميزكاري و پخت محفظهها مالحظات خاص خود را ميطلبد گام نخست در اين رساله طراحي سيستم خال حلقه انبارش چشمه نور ايران است اين طراحي كه شامل طراحي محفظههاي خال با استفاده از نرم افزار طراحي مكانيكي Solidworks انجام شبيه سازي مولكولي پروفايل فشار با استفاده از نرم افزارهاي Moflow و Synrad و همچنين طراحيهاي مربوط به جاذبهاي فوتون و محاسبات حرارتي مربوط به آنها با استفاده از نرمافزار ANSYS است در فصلهاي دوم تا چهارم اين رساله ارائه ميگردد گام دوم اين رساله به بررسي تاثيرات محفظه خال بر ديناميك باريكه الكترون اختصاص دارد چرا كه عبور الكترونها از محفظه خال با ايجاد امواج الكترومغناطيسي رزونانسي در آن همراه است اين امواج كه در محفظههاي خال و ساير تجهيزات وابسته به آن به دام ميافتند در ادامه بر روي خود باريكه الكترون اثر گذاشته و منجر به كاهش كيفيت باريكه و در نتيجه كاهش كيفيت پرتوي ايكس توليدي مي شوند همچنين برهمكنشهاي بين باريكه و امواج به دام افتاده در سيستم خال در برخي موارد مي تواند منجر به از دست رفتن كلي باريكه و يا ايجاد آسيب به ساير تجهيزات شتابگر شود از اين رو ابتدا در فصل پنجم اين رساله مكانيزم برهمكنشي بين باريكه الكتروني و قطعات سيستم خال معرفي ميشود در ادامه با استفاده از نرم افزار شبيه سازي CST امپدانس اين قطعات شامل امپدانس اهمي محفظههاي خال امپدانس بلوزها و شيرهاي دروازه محاسبه شده و توان اتالفي باريكه حين عبور از آنها محاسبه ميگردد در نهايت در فصل ششم ناپايداريهاي ناشي از برهمكنشهاي head tail و مد جفت شده عرضي باريكه الكترون درحضور اين قطعات به روش تحليلي محاسبه شده و جريان آستانه باريكه براي اين ناپايداري بدست ميآيد
چكيده انگليسي :
۱4۷ Vacuum System Design Vacuum Impedance Simulations and Beam Stability Studies for the Storage Ring of ILSF Project Hossein Karimi Hossein karimi@ph iut ac ir h Karimi@ipm ir Auguest 2020 Department of Physics Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Institute for Research in Fundamental Science Tehran 19395 5746 IranDegree PhDLanguage FarsiSupervisors S Z Kalantari J RahighiAbstractThe Iranian Light Source Facility ILSF is 3 generation synchrotron radiaition facilitywith the 400 mA beam current and 3 GeV of beam energy The circumference of thestorage ring is 528 meters The current study is designing the vacuum system of ILSFstorage ring The design uses the stainless steel vacuum chambers with a continuingkeyhole profile all around the storage ring The NEG cartridge and Ion pumps which areinstalled in the antechamber will pump all the vacuum sectors Using Molflow andSynrad simulations proved that the machine could reach an average pressure of 1 nTorrafter the commissioning phase which could guarantee a vacuum life time of about 13hours The general layout of the vacuum system and the construction steps for thevacuum chambers is also be elaborated on in this study Several discrete photonabsorbers which are designed in three types will absorb all the synchrotron radiations For the heat load study a simulation with Synrad is performed to calculate the powerdistribution on the absorber surfaces Then the result is used to calculate the stress andstrain on the absorbers by Finite Element Analysis FEA As the next step in the study the resistive wall impedance of the vacuum chamber is calculated by using CST Also adetailed design for the RF shileds for bellows and gate valves is done and the vauumimpedance of these components is simulated by CST Then the TMCI and Head Tailinstabilities is studied in the present of impedences by using the analytical formula Theresults of the study include the thresholde current for these instabilities Keywords Storage ring vacuum system Vacuum chambers construction Pressureprofile simulation Photon absorbers FEA study Impedance simulations Beaminstabilities head tail TMCI
استاد راهنما :
ظفرالله كلانتري، جواد رحيقي
استاد داور :
محمد لامعي رشتي، مهدي نصري نصرآبادي، آذر تفريحي
