外推电离室内部电场模拟研究

发布时间：2024-06-03 03:26

　　目前国际上将空气比释动能强度作为近距离治疗125I粒子源剂量计算及评价粒子源强度的物理量。测量粒子源空气比释动能强度的标准装置拟采用外推电离室,外推电离室结构设计会影响内部电场,内部电场的均匀性对电离电荷有效收集产生一定的影响。该文利用Maxwell软件建立电离室结构,研究有无保护电极以及栅极个数和栅极尺寸对内部电场均匀性的影响,对模拟得到的电场图进行分析,得到结论为当保护电极半径大于收集极半径时,增加栅极的个数,并且当栅极中心间距小于保护电极环宽的1/10时,有利于增加电离室内部电场的均匀性,对外推电离室的设计提供一定的参考。

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【部分图文】：

图1外推电离室结构图

利用高压电源给电离室高压极和栅极供高压，收集极和保护电极接地。本工作分别从有无保护电极、保护电极的环宽度、有无栅极、栅极厚度等方面研究其对电场均匀性的影响。1.3外推电离室内部静电场模拟计算

图2Maxwell自适应网格划分

首先分别对电离室的结构尺寸、材料以及边界条件等进行设置，为了减少计算时间，并且得到定性的结论，极板的尺寸和间距设为几毫米。同时为了观察电离室内部电场分布情况，在收集区域设置了一长方体，但其属性设置为空，不影响内部电场分布。根据设定条件，Maxwell软件运用自适应网格剖分功能自动....

图3保护电极没有施加电压时电场图

高压极的电压设置为2000V，收集极电压为0V，电场模拟结果见图3，图3(a)为等势线图，图3(b)为电场分布图(以下图释相同)，同时不改变电离室结构参数，在收集极外增加保护电极，保护电极的环宽为0.25mm，稍大于收集极半径，保护电极和收集极间隙为0.01mm，保护电....

图4保护电极施加电压时电场图

根据以上模拟结果的等势线图可以看出，当保护电极环宽度大于收集电极半径时，等势线的弯曲程度减少，从电场分布图中的数据得到当保护电极的环宽(0.35mm)为收集极半径的1.5倍时，此时电场强度从2.49×106V/m增加到2.59×106V/m，变化范围为0.1×106V/m....

本文编号：3988103