• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.48 no.1
• /
• pp.189-199
• /
• 2016

Fast neutrons with a broad energy spectrum, with which it is possible to evaluate nuclear data for various research fields such as medical applications and the development of fusion reactors, can be generated by irradiating proton beams on target materials such as beryllium. To generate short-pulse proton beam, we adopted a deflector and slit system. In a simple deflector with slit system, most of the proton beam is blocked by the slit, especially when the beam pulse width is short. Therefore, the available beam current is very low, which results in low neutron flux. In this study, we proposed beam modulation using a buncher cavity to increase the available beam current. The ideal field pattern for the buncher cavity is sawtooth. To make the field pattern similar to a sawtooth waveform, a multiharmonic buncher was adopted. The design process for the multiharmonic buncher includes a beam dynamics calculation and three-dimensional electromagnetic simulation. In addition to the system design for pulsed proton generation, a test bench with a microwave ion source is under preparation to test the performance of the system. The design study results concerning the pulsed proton beam generation and the test bench preparation with some preliminary test results are presented in this paper.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.183.1-183.1
• /
• 2013

70 MeV 사이클로트론의 인젝션 빔 라인은 Multi-CUSP 이온원에서 인출된 H- 빔을 펄스 또는 번칭하여 인플렉터를 통해 사이클로트론의 가속영역인 Dee로 전송하는 역할을 한다. 이 때, 빔을 번칭 시킴으로써 가속효율을 높이고, 손실을 줄여 높은 전류의 빔을 공급할 수 있도록 해야한다. 인젝션 시스템은 einzel lens, chopper, buncher, solenoid 등으로 구성된다. Einzel lens는 빔을 buncher의 중심으로 집속시켜 buncher의 번칭 효율을 높이고, buncher는 전기장을 이용하여 빔을 진행방향으로 집속시키는 기능을 갖는다. Chopper는 번칭된 빔을 일정 주기로 편향을 시켜 펄스 빔의 형태로 전송하는 역할을 한다. 솔레노이드는 적절한 자기장을 이용하여 빔을 집속시켜 인플렉터로 전송한다. 본 연구에서는 사이클로트론의 고전류 인젝션 시스템을 구축하고 각각의 구성요소에서 빔 envelope를 계산하고 비교하였다. SIMION code는 user가 지정한 특성을 가진 개별 입자의 궤도를 추적하는 프로그램으로 인젝션 시스템을 구성하는 각각의 컴포넌트에서의 입자의 진행모습과 buncher를 이용하여 빔의 전송 밀도가 향상됨을 확인하였다. 아울러 TRANSPORT 및 TURTLE 프로그램을 이용하여 SIMION을 통해 계산된 빔의 envelope과 비교하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.49 no.5
• /
• pp.1071-1078
• /
• 2017

A buncher is one of the main pieces of equipment in the medium energy beam transport line (MEBT) for China accelerator driven sub-critical system (C-ADS) Injector II. To focus the beam longitudinally and match the beam for the acceptance of the superconducting linac section, two room temperature quarter wave resonator (QWR) bunchers with frequency of 162.5 MHz have been designed as parts of the MEBT. According to the beam transmission matching of the MEBT and the geometric parameters requirements of bunchers, the unique mechanical structure and the main processing technology of buncher cavities and their couplers and tuners are described in this paper. The fabrication of bunchers and their parts have been completed and tested at high power, the test results agree well with the design requirements. These bunchers work well for about two years in Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 1999.07f
• /
• pp.2773-2775
• /
• 1999

포항가속기의 선형가속기 buncher 및 prebuncher 시스템은 가속기 건설 시에 중국의 IHEP로부터 도입된 것이다. 전체적인 시스템은 완성되었으나, 그 동안 몇 가지의 문제점이 있어, 제한된 조건하에서 사용해왔다. 이와 같은 문제점을 해결하여 선형가속기 기계장치를 이용한 연구를 활성화하고 보다 나은 전자빔을 공급해주기 위하여 일부 기계장치를 포함한 모터 및 구동부, 제어부등에 대한 성능개선을 하였고 현장 시험과 설치를 완료하였다. 특히 모터는 설치가 간단하고 정밀한 제어를 할 수 있는 5선 식 5상 스텝 모터를 사용하였고, 구동부는 MOSFET을 이용한 정 전류 초핑 방식을 채택하여 크기와 발열량을 줄였다. 그리고, 제어부는 4축의 독립된 유닛이 단일의 RS485 직렬 접속에 의해서 원격으로 제어가 가능하도록 구성하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.262-262
• /
• 2012

A multi-purpose cyclotron, MC50 has been operated to provide multi-ions of proton, deuteron and alpha at Korea Institute of Radiological and Medical Sciences (KIRAMS). Neutron is also produced through the (p,n) nuclear process with a Be target. However, a wide spectrum of current of ions is requested by beam users for carrying their various application fields. Therefore a simulation study is requested on the design of an axial injection system for high current proton and alpha beam extraction for radio-isotope productions and scientific researches. The purpose of this study is seeking a relatively simple method for the MC50 having higher alpha beam capability and also improving proton and deuteron beams currently used. We are considering two possibilities to improve the internal ion source and to install a new external axial injection system. The external injection system will be consisted of an Einzel lens, a steering magnet, a buncher, and a glazer lens placed in front of an inflector, which is located at the center of the main magnet.