Extraction and transport of ion beams from an ECR ion source

Promotie: dhr. S. Saminathan, 12.45 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Extraction and transport of ion beams from an ECR ion source

Promotor(s): prof.dr. S. Brandenburg

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Extractie en transport van ionenbundels uit een ECR ionenbron

Ionenbundels geëxtraheerd uit Elektron Cyclotron Resonantie (ECR) ionenbronnen hebben, in vergelijking met andere typen ionenbronnen, een relatief grote en gecorreleerde emittantie en het transport van deze bundels is daarom een uitdagende taak. In het proefschrift van Suresh Saminathan wordt een gedetailleerde simulatie studie gepresenteerd die gebaseerd is op berekeningen van de vorming, extractie en transport van bundels van hooggeladen ionen uit een ECR bron.
Het onderzoek concentreert zich op volledige drie-dimensionale simulaties van de vorming en transport van de ionenbundels. Zowel hogere orde aberraties en ruimte-ladingseffecten werden bestudeerd door het analyseren van de 4D-faseruimte verdelingen van de ionen op verschillende posities langs de bundellijn.
De goede overeenkomst tussen de simulaties en de metingen toont aan dat de belangrijkste fysische processen correct worden beschreven in de gebruikte programmatuur. De simulaties tonen aan dat het niet-paraxiale karakter van uit ECR bronnen geëxtraheerde ionenbundels erg belangrijk is en tevens dat de randvelden van de magneten sterke tweede orde aberraties veroorzaken die leiden tot een grote toename van de effectieve bundel emittantie. Verder laat Saminathan zien dat door een juiste aanpassing van de poolschoenen van de magneten de toename van de bundel emittantie aanzienlijk gereduceerd kan worden. Ook laten de simulaties duidelijk het belang zien van volledige ruimte-ladingscompensatie voor het minimaliseren van de toename van de bundel emittantie. Voor een efficiënt transport van de zeer intense ionenbundels geëxtraheerd uit de nieuwste generatie supergeleidende ECR bronnen zal veel meer aandacht besteed moeten worden aan bundel optica en ruimte-ladingscompensatie dan tot nu toe het geval is geweest.
Suresh Saminathan (India, 1979) studeerde natuurkunde aan de universiteit van Madras.  Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Kernfysisch Versnellerinstituut van de RUG. Saminathan gaat door met onderzoek bij het TRIUMF-instituut in Vancouver.