Analysis of the gas flow when pumping vacuum for newly designed scintillation detector

摘要

Cílem této diplomové práce je nastudovat problematiku enviromentální rastrovací elektronové mikroskopie a čerpání plynu při vytváření vakua v nově navrženém scintilačním detektoru. Dále vytvořit model nově navrženého scintilačního detektoru a nasimulovat a zanalyzovat čerpání plynu v diferenciálně čerpané komoře detektoru. Teoretická část se zabývá problematikou elektronové mikroskopie, zdroji elektronů, elektronovou optikou a detektory sekundárních elektronů. Dále je v práci uvedeno jaké signály vznikají po dopadu elektronového svazku na povrch pevné látky. V další části je rozebrána problematika proudění tekutin a rovnice popisující proudění v řešené komoře. Dále vliv plynného prostředí na trajektorii primárních elektronů, protože dochází ke srážkám primárního svazku s atomy a molekulami plynu. Další část se zabývá vytvářením, kvalitou a významem sítě v matematickém modelování. Popsaná je i metoda konečných objemů použita pro výpočet diferenciálních rovnic popisujících proudění plynů v prostorách detektoru. Praktická část spočívá ve vytvoření modelu scintilačního detektoru a analyzování proudění plynu při čerpání vakua v nově navrženém scintilačním detektoru. V závěru jsou porovnány výsledky simulací proudění plynu pro různé varianty clonek a různé tlaky na hrdle scintilačního detektoru navrženy pro optimální funkci detektoru. Výstupem této diplomové práce je model nově navrženého scintilačního detektoru s optimalizovanými tvary clonek podle požadavků na funkci.