طراحی میدان مغناطیسی شتابدهنده بتاترون 2 مگا الکترون ولتی با بکارگیری روابط تحلیلی و شبیه سازی کامپیوتری (cosmol)

برای طراحی قلب بتاترون آزمایشگاهی 2 مگا الکترون ولتی حداکثر میدان مغناطیسی لازم در بتاترون با شعاع پیچه های هلمهولتز اختیاریm 5/0 را برای آنکه الکترون در نهایت به انرژی mev 2 برسد، مقدارg 220 محاسبه گردید. به منظور ایجاد این میدان مغناطیسی ابتدا پیچه های هلمهولتز بدون هسته آهنی در نظر گرفته شد و برای ایجاد میدان مغناطیسی g 220 در محل چرخش الکترون، تعداد دور سیم پیچها و شدت جریان بدست آورده شدکه به مقادیر تقریبا غیر عملی منجر شد. علاوه بر آن، این چینش اولیه، خمش میدان مغناطیسی در محل چرخش الکترون را به سمت خارج ارائه نمود که ناپایداری حرکت چرخشی الکترون را باعث می شد. سپس پیچه های هلمهولتز با هسته آهنی در نظر گرفته شد و به همین دلیل معادلات میدان مغناطیسی پیچه های هلمهولتز با هسته های آهنی مخروطی شکل بررسی گردید تا با تعداد دور و شدت جریان کمتر، هم افزایش میدان مغناطیسی و هم خمش میدان مغناطیسی در محل چرخش الکترون به طرف داخل ایجاد گردد. اما بدلیل شکل نامتقارن هسته ها امکان حل معادلات میدان مغناطیسی میسر نشد که در ادامه از نرم افزار کامسول استفاده گردید. در این نرم افزار، سیم ها از جنس مس با تعداد 1870 دور و شدت جریان ma 1500 و سیم پیچها به شعاع m 5/0 با مقطع مربعی به ضلع m 05/0 انتخاب شدند بطوریکه میدان مغناطیسی در محل چرخش الکترون برابرg 220 و شرایط تعادل پایدار مداری برای الکترون را نیز داشته باشد در نتیجه شعاع مدار چرخش الکترون cm 9/37 و cm 8/37 بدست آمد که محل قرار گرفتن تیوپ خلا در بتاترون خواهد بود.