ضریب الکترون ثانوی در پدیدة مالتی‌پکتور و برنامة پایتون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.22055/jrmbs.2020.16180

چکیده

مالتی‌پکتور پدیده‌ی ناخواسته‌ای است که در سیستم‌های رادیو فرکانسی تحت خلأ اتفاق می‌افتد. پیدا کردن روش مناسب برای کاهش یا از بین بردن مالتی‌پکتور، نکته‌ی کلیدی در طراحی ساختارهای میکروموجی است. از این رو دقت در پیش‌بینی آستانه‌ی مالتی‌پکتور ضروری است. در شبیه‌سازی این پدیده، مدل ضریب الکترون ثانوی در کد تجاریCST ساخته می‌شود. دقت در نتایج شبیه‌سازی مالتی‌پکتور به تغییرات مدل ضریب الکترون ثانوی بستگی دارد. از این رو در این مقاله، اثر تغییرات ضریب الکترون ثانوی در نتایج شبیه‌سازی مالتی پکتور محاسبه می‌شود. برای این منظور، روش چند جمله‌ای آشوب تعمیم یافته با استفاده از برنامه نویسی پایتون به کار گرفته می‌شود. این روش بر پایه‌ی بسط چند جمله‌ای‌های متعامد است. در اینجا مالتی‌پکتور در موجبر مستطیلی، کوپلر ورودی سی‌سر، مطالعه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Secondary Electron Yield In Multipactor Phenomenon and Python Programming

نویسندگان [English]

  • Maryam Mostajeran 1
  • Ali Mohammad Nikdoust 2
1 Department of Physics, University of Yazd, Yazd, Iran
2 Department of Physics, University of Yazd, Yazd, Iran
چکیده [English]

Multipactor(MP) is an unwanted phenomenon which is occurred in the radio frequency vacuum devices. Research to find a convenient method to lower the MP threshold or move it away from the operational range is an important key in the design of microwave components. In this regard, the accuracy of predicting the MP threshold is essential. In the simulation of MP, the secondary electron yield model is typically built in the commercial code; CST code. The accuracy of the results of MP simulation is mainly determined by the variation of secondary electron yield model. Therefore, in this paper, we calculate the effect of the variation of the secondary electron yield on the results of the MP simulation. For this purpose, the generalized polynomial chaos method is employed using Python programming. This method is based on an orthogonal polynomial expansion. Here, MP in the rectangular waveguide, Cornell Electron Storage Ring input coupler, is studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multipactor
  • Secondary electron yield
  • generalized Polynomial Chaos
  • Python
 
[1] V. Semenov, A. Kryazhev, D. Anderson and M. Lisak, Multipactor suppression in amplitude modulated radio frequency fields, Physics of Plasmas 8 11 (2001) 5034-5039.
[2] P.A. Goudket, A study of multipacting in Rectangular waveguide geometries, PhD dissertation, Lancaster University (2004).
[3] C. Schmidt, P. Grant, M. Lowery, U. Van Rienen, Influence of uncertainties in the material properties of brain tissue on the probabilistic volume of tissue activated, IEEE Transactions on Biomedical Engineering 60 5 (2012) 1378-1387.
[4] V. Semenov, E.I. Rakova, D. Anderson, M. Lisak, J. Puech, Multipactor in rectangular waveguides, Physics of Plasmas 14 3 (2007) p.033501.
‎[5] E.T. Tulu, U. Van Rienen, A. Arnold, Systematic study of multipactor suppression techniques for a superconducting rf gun,Physical Review Accelerators and Beams 21 11 (2018) p.113402.
[6] G. Burt, R.G. Carter, A.C. Dexter, B.D.S. Hall, P. Goudket, J.D.A. Smith, Benchmarking simulations of multipactor in rectangular waveguides using CST-particle studio, Proceedings of SRF2009, Berlin, Germany (2009) 321-325.
[7] CST PARTICLE STUDIO, Workflow and Solver Overview (2017).
[8] P. Berutti, T. Khabiboulline and G. Romanov, Multipactor Discharge in the PIP-II Superconducting Spoke Resonators, Fermilab, Technical division, Technical note TD-16-005(2016).
[9] G. Romanov, P. Berrutti, T. Khabiboulline, Simulation of multipacting in SC low beta cavities at FNAL, Proceedings of IPAC2015, Richmond, VA (2015) 579-581.
[10] M. Mostajeran, F. Kazemi, Optimization of a high-power coaxial coupler to 1800 waveguide coupler with high input power using CST simulator controlled by MATLAB, Iranian Journal of Physics Research 17 5 (2018) 795-804.
https://ijpr.iut.ac.ir/article_1322.html
[11] M. Mostajeran, A.M. Nikdoust, The effect of variations of dimensions of a coaxial to WG1800 waveguide coupler its frequency, Journal of Research on Many-body Systems 10 1 (2020) 113-129.
[12] O. Moreau, K. Beddek, S. Clenet, Y. Le Menach, Stochastic nondestructive testing simulation: Sensitivity analysis applied to material properties in clogging of nuclear