Department of Physics, Kyungpook National University
경북대학교 물리학과

KNU Physics Thesis Presentations

Calculation of Magnetic Field near the Axis of Solenoids and Simulation for Neutron Acceleration

by Taehun Jang (Ph.D Candidate)

Asia/Seoul
313호 (제1과학관)

313호

제1과학관

Description

본 논문에서는 유한 길이의 솔레노이드의 축 근방에서 계산한 자기장에 대하여 소개하고, 이를 중성자 가속에 활용하기 위한 전산모사 결과에 대하여 소개한다. 제1형 및 2형 타원 적분으로 표현되는 솔레노이드의 자기장을 $𝑟\gg 𝑎$, $𝑎 \gg 𝑟$, 및 $\sin\theta \approx 0$ 조건인 중심축 근방에서 원통 및 구형 좌표계로 표현된 $\bf{𝐁} (\rho,𝑧)$과 $\bf{𝐁}(𝑟,\theta)$를 구하였다. 그 결과, 기존에 알려진 솔레노이드 자기장과 부합하면서 기존의 자기장 표현식에선 확인하기 어려웠던 솔레노이드 내부의 자기장 변화를 좀 더 정밀하게 구할 수 있었다. 본 자기장 계산을 통해 중심 축에서만 구할 수 있었던 기존의 자기장을 축 근방까지 확장하여, 초등함수로서 자기장의 표현 가능함을 확인하였다.

앞서 계산한 초등함수 자기장을 활용하여 중성자의 가속을 전산모사 한 결과, 단일 솔레노이드가 끝나는 edge 부분에서 가장 큰 힘을 받아 가속이 가능한 것을 확인하였다. 이에 따른 가속비율 또한 솔레노이드의 끝단에서 가장 큰 것을 확인하였고, 이를 활용하여 자기 모멘트를 갖는 입자의 직접적인 가속이 가능할 수 있음을 보였다.

 

 

지도교수: 손상호