Revista de ciencia de la energía nuclear y tecnología de generación de energía

Simulación de un haz de iones mediante un sistema de lentes para la aceleración y desaceleración de un haz de iones de baja energía

MM Abdelrahman

Simulación de un haz de iones mediante un sistema de lentes para la aceleración y desaceleración de un haz de iones de baja energía

Se estudian las características de los sistemas de lentes electrostáticas con vistas a su aplicación en una fuente de rayos iónicos. Los rayos se trazan con el simulador SIMION, que ofrece una descripción realista de los efectos de la carga espacial. El diseño del sistema de lentes se realizó utilizando el programa informático SIMION. Se inició un haz paralelo de iones de nitrógeno con una sola carga de diámetro 10 mm con una energía de 6 keV a una distancia de 150 mm antes de entrar en el sistema de lentes de aceleración/desaceleración. El sistema de lentes se optimizó utilizando los datos de simulación obtenidos con un programa informático SIMION para calcular trayectorias de iones con y sin carga espacial incluida. Para diseñar este sistema de lentes, estudiamos los sistemas de lentes de dos y tres electrodos con diferentes parámetros. Se estudió la emitancia del haz en función del ancho del espacio del sistema de lentes de desaceleración para trayectorias de iones de nitrógeno con una sola carga aguas abajo a 200 mm. Se investigó la influencia de la tensión de desaceleración en el electrodo de desaceleración con diferentes tensiones de los cuatro electrodos sobre la emisión del haz con anchos de separación de 3, 5, 10, 15 y 21 mm. Se utilizó un sistema de lentes de desaceleración como un sistema de lentes de aceleración modificando y optimizando la tensión en cada electrodo del sistema de lentes. Se calcularon tanto la emisión del haz como el diámetro del haz a la salida del sistema de lentes a una distancia de 60 mm. Los siguientes cálculos se realizaron con y sin carga espacial.