Jornal de Ciência de Energia Nuclear e Tecnologia de Geração de Energia

Simulação de feixe de iões utilizando um sistema de lentes para aceleração e desaceleração de feixe de iões de baixa energia

Abdelrahman MM

Simulação de feixe de iões utilizando um sistema de lentes para aceleração e desaceleração de feixe de iões de baixa energia

As características dos sistemas de lentes electrostáticas são estudadas visando aplicações numa fonte de feixe de iões. Os raios são traçados com o simulador SIMION, que oferece uma descrição realista dos efeitos da carga espacial. O projecto do sistema de lentes foi feito através do programa de computador SIMION. Um feixe paralelo de iões de azoto com uma carga única de diâmetro de 10 mm com uma energia de 6 keV foi iniciado a uma distância de 150 mm antes de entrar no sistema de lentes de aceleração/desaceleração. O sistema de lentes foi otimizado utilizando os dados de simulação obtidos com um programa de computador SIMION para calcular trajetórias de iões com e sem carga espacial incluída. Para projetar este sistema de lentes, estudámos os sistemas de lentes de dois e três elétrodos com parâmetros diferentes. A emitância do feixe em função da largura do intervalo do sistema de lentes de desaceleração foi estudada para trajetórias de iões de azoto com carga única a jusante a 200 mm. A influência da tensão de desaceleração no elétrodo de desaceleração com diferentes tensões dos quatro elétrodos na emitância do feixe foi investigada com larguras de folga de 3, 5, 10, 15 e 21 mm. O sistema de lentes de desaceleração foi utilizado como sistema de lentes de aceleração, alterando e otimizando a voltagem em cada elétrodo do sistema de lentes. Tanto a emitância do feixe como o diâmetro do feixe foram calculados à saída do sistema de lentes a uma distância de 60 mm. Os cálculos seguintes foram feitos com e sem carga de espaço.