초록
SNU 1.5-MV 직렬형 반데그라프 가속기의 $He^{++}$ 빔 수송계를 이온광학적으로 분석하였다. 각 이온광학요소의 최적운전조건을 결정하고, 이온빔 수송을 모사하기 위하여 프로그램 OPTRANS를 개발하였다. 일차행렬법을 사용하였으며, 공간전하효과는 무시하였다. 프로그램 OPTRANS를 사용하여 0.5~3.0 MeV $He^{++}$ 빔 수송을 위한 최적운전조건을 결정하였다. 초기 이온빔의 방사면량은 인출전극의 구조와 이온빔 인출실험에 의해 0.5$\times$80.0 mm.mrad으로 가정하였다. 운전조건의 변화에 따른 각 이온광학요소의 이온빔 수송 특성을 검토하였으며, 각 Slit과 Stripping Foil, 그리고 표적에서 빔 크기가 최소로 되도록 하는 운전조건을 계산하였다. 이온빔 수송 실험으로부터 얻어진 최적운전조건은 계산된 값과 오차 범위 15% 내에서 일치하였다. 이온빔 수송 모사와 실험을 통해, 계산된 최적운전조건의 타당성 및 프로그램 OPTRANS의 유용성을 입증하였다.
The $He^{++}$ beam transport system of the SNU 1.5-MV Tandem Van de Graaff accelerator is analysed by ion optical approach. The program OPTRANS is developed to determine the optimum operating conditions of each ion optical component and to simulate ion beam transport. First order matrix formalism is used and the space charge effect is neglected. Optimum operating conditions for the transport of 0.5~3.0 MeV $He^{++}$ beam are determined by the use of the program OPTRANS. Initial ion beam omittance is assumed to be 0.5$\times$80.0 mm.mrad from the structure of the extraction electrode and the experiment of ion beam extraction. ion beam transport characteristics of each ion optical component according to the variation of the operating conditions are investigated, and operating conditions to minimize the beam size at each slit, stripping foil, and target are calculated. Optimum operating conditions obtained from the experiment of ion beam transport show a discrepancy of less than 15% compared with the calculated ones. From the simulation and experiment of ion beam trans-port, the validity of the calculated optimum operating conditions and the usefulness of the program OPTRANS are verified.