Design and implementation of a low emittance high power thermionic DC electron gun

Bu tez çalışmasında, düşük yayınım ve yüksek güçte elektron demeti üretebilen termiyonik DC elektron tabancası tasarlanmıştır. LaB$_6$ tekli kristal malzemesinden yapılan termiyonik katot, düşük yayınım sağlayan düşük sıcaklıklarda yüksek elektron demet akımı çıkarabilmesi nedeniyle termiyonik kaynak olarak seçilmiştir. Elektron tabancası Computer Simulation Technology (CST) adlı programda modellenmiş ve simüle edilmiştir. Yüksek DC elektron demet akımı ve düşük yayınım elde edebilmek için, elektrot şekillerinin ve bu şekillerden kaynaklı oluşan ilgili alanların optimizasyonu ise MATLAB programında yapılmıştır. Ek olarak, elektron demeti akımının kontrolü ve regülasyonu, CST de tasarlanan elektron tabancası içinde bulunan odaklama ve kontrol elektrodu adlı yapı ile sağlanmaktadır. Sistemde akım bulunmadığı durumdan sistemin tüm akımının sağladığı duruma kadar, bu akım kontrolü, demetin yayınım değerini arttırmadan her voltaj adımında sağlanmaktadır. Elektron tabancası, -60kV ile -100 kV arasında değişebilen yüksek gerilimli DC güç kaynağı altında tutulmaktadır ve maksimum DC demet akımı 75 mA değerindedir. Simülasyon ve test sonuçları tez içerisinde verilmiştir.