I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 ,   p p .   2 5 6 2 ~ 25 69   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 16 . i 4 . p p 2 5 6 2 - 25 69           2562     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Effec o g a s flow   ra te  o n ioni zing  p o wer c ha ra cte rist ics    o penning   type io n so urce       Sil a k hu dd i n 1, 2 ,   B a m ba ng   M urda k a   E k a   J a t i 1 Dwi  Sa t y a   P a lup i 1 T a ufik 2 ,   I drus   Ab d ul K ud u s 2 ,   F a j a Sid ik   P er m a na 2 ,   Su ha rni 2   1 D e p a r t me n t   o f   P h y si c s,  F a c u l t y   o f   M a t h e m a t i c a n d   N a t u r a l   S c i e n c e s G a d j a h   M a d a   U n i v e r s i t y ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e si a   2 R e s e a r c h   C e n t e r   o f   A c c e l e r a t o r   T e c h n o l o g y ,   R e s e a r c h   O r g a n i z a t i o n   o f   N u c l e a r   E n e r g y ,   N a t i o n a l   R e se a r c h   a n d   I n n o v a t i o n   A g e n c y ,   Jak a r t a ,   I n d o n e si a       Art ic le  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 6 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 2 9 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Sep   2 ,   2 0 2 5       An   e x p e rime n tal  o b se rv a ti o n   o n   t h e   e ffe c o h y d r o g e n   g a fl o ra t e   v a lu e   o n   io n iza ti o n   p o we c h a ra c teristics   o p e n n in g   ty p e   io n   s o u rc e   h a b e e n   c o n d u c ted .   Th e   e x p e rime n ts   we re   c o n d u c ted   in   t h e   ra n g e   o g a flo w   ra te   v a lu e b e twe e n   3   a n d   8   sc c m ,   wh ich   is  a   ra n g e   o d isc h a rg e   th a is  g e n e ra ll y   u se d   in   c y c lo tr o n   o p e ra ti o n s.   Th e   c h a ra c teristic  o io n iza ti o n   p o we is  th e   c h a n g e   in   p o we wh ich   is  d e term in e d   fro m   t h e   c a th o d e   v o lt a g e   a n d   c a th o d e   c u rre n t h a o c c u rs  wh e n   th e   g a flo ra te  is  v a ried .   T h e   fix e d   o p e r a ti n g   p a ra m e ter i s th e   m a g n e ti c   field   a a   v a lu e   o f   1 . 2 9   T.   T h e   c h a ra c teristic d a ta i s   p re se n ted   in   g ra p h a n d   a n a ly z e d   th e o re ti c a ll y .   T h e   e x p e ri m e n wa c o n d u c ted   a th e   DECY - 13  c y c l o tro n .   T h e   re su lt o th e   a n a l y sis  sh o th a t   th e   e ffe c o in c re a sin g   th e   g a flo ra te  d o e n o si g n ifi c a n tl y   a ffe c th e   c h a ra c teristics   o io n iza ti o n   p o we r.   Ho we v e r,   fu rth e a n a l y sis  sh o ws   th a th e   in c re a se   in   g a fl o ra te  will   h a v e   a   sig n ifi c a n e ffe c o n   t h e   in c re a se   in   io n   fo rm a ti o n   ra te  i n   th e   i o n iza ti o n   c h a m b e d u e   t o   a   sig n if ica n in c re a se   in   th e   in c re a se   in   g a p re ss u re   in   th e   c h a m b e r.   Th e   b e n e fit   o t h e   re su lt o f   th is  stu d y   is as   a n   in it ial  c a p it a t o   i n c re a se   io n   p ro d u c ti v it y   fro m   i o n   so u rc e s.   K ey w o r d s :   C y clo tr o n   Gas d is ch ar g e   I o n   p r o d u ctiv ity   I o n izatio n   c h ar ac ter i s tics   Pen n in g   io n   s o u r ce   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B am b an g   Mu r d ak E k J ati   Dep ar tm en t o f   Ph y s ics,  Facu lty   o f   Ma th e m atics a n d   Natu r al  Scien ce s Gad jah   Ma d Un iv e r s ity   Yo g y ak ar ta,   I n d o n esia   E m ail:  b _ m u r d ak a@ u g m . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e   i o n   s o u r c e   i s   t h e   i n i ti a l   co m p o n e n t   o f   t h e   i o n   b e a m   g e n e r a t i o n   p r o c e s s   i n   a   p a r t i cl e   a c c e l e r a t o r   i n c l u d i n g   a   c y c l o t r o n .   O n o f   t h e   t y p e s   o f   t h i o n   s o u r c e   t h a t   h as   b e e n   wi d e l y   u s e d   i n   m a n y   a p p l i c a ti o n s   is   p e n n i n g   t y p e   i o n   s o u r c e   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h i s   t y p e   o f   i o n   s o u r c e   i s   u s e d   i n   i n   t h e   D E C Y - 1 3   c y c l o t r o n   t o   p r o d u c e s   n e g a t i v h y d r o g e n   i o n   ( H - )   b e a m s   t o   b e   f e d   i n t o   t h e   c y c l o t r o n   s y s t e m   f o r   t h e   a c c el e r a t i o n   p r o c ess   [ 3 ] .   T h e   H - i o n   b e a m   i n   t h e   i o n   s o u r c e   c o m e s   f r o m   t h e   i o n i z a t i o n   p r o c e s s   o f   h y d r o g e n   g a s   i n j e ct e d   i n t o   t h e   i o n   s o u r c e .   P e n n i n g   t y p e   i o n   s o u r c e s   a r e   c o m m o n l y   u s e d   i n   c y c l o t r o n s ,   e s p e ci a l l y   f o r   i n t e r n a l   i o n   s o u r c e s   [ 4 ] - [ 8 ] .   T h i s   P e n n i n g - t y p e   i o n   s o u r c e   a l s o   w as   k n o w n   t o   p r o d u c e   a   h i g h   i n t e n s it y   b e a m   o f   i o n s   es p ec i a l l y   u s i n g   h y d r o g e n   g a s   [ 9 ] .   T h e   m a i n   c o m p o n e n t s   o f   t h e   p en n i n g   t y p e   i o n   s o u r c e   a r e   a   t h ick   c h i p   a s   t h e   c at h o d e   a n d   a   h o l lo w   c y l i n d e r   a s   t h e   a n o d e .   A   h i g h   e l e c t r i ca l   v o l t a g e   i s   a p p l ie d   t o   t h e   c a t h o d e ,   w h i c h   i s   a b o u t   - 2   k V   a g a i n s t   t h e   g r o u n d e d   a n o d e   [ 1 0 ] - [ 1 2 ] .   W i t h   t h e   v o l ta g e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   c at h o d e   an d   a n o d e ,   e l e c t r o n s   w i ll   es c a p e   f r o m   t h e   c a t h o d e   s u r f a c e   a n d   wi l l   i o n i z e   t h g a s   m o l e c u l es / a t o m s   i n   t h e   a n o d e   c h a m b e r   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   A   m a g n e t i c   f i e l d   i n   t h e   a x ial  d i r e c t i o n   i s   p r es e n t e d   i n   t h e   c y li n d r i c a l   c a v i t y   o f   t h e   a n o d e   w h i c h   m a k e s   t h e   e le c t r o n s   m o v e   in   a   s p i r a l   m a n n e r   s o   a s   t o   i n c r e a s e   t h e   i n t e n s i t y   o f   i o n i z a t i o n   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   B as i ca l l y ,   th e   i o n i z a t i o n   p r o c es s   i n   t h e   p e n n i n g   t y p e   i o n   s o u r c i s   i n f l u e n c e d   b y   s e v e r a l   p a r a m e t e r s ,   n a m e l y   c at h o d e   v o l t a g e ,   p u l l e r   v o l t a g e ,   g a s   f l o w   r at e ,   a n d   m a g n e t i c   f ie l d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       E ffect  o f g a s   flo w   r a te  o n   io n iz in g   p o w er c h a r a cteris tics   o f p en n in g   ty p e   io n   s o u r ce   ( S ila kh u d d in )   2563   i n t e n s it y   [ 1 7 ] .   T h e   p e n n i n g   t y p e   i o n   s o u r c e   i n   t h e   c y cl o t r o n   is   o p e r a t e d   a a   m a x i m u m   c at h o d e   v o l t a g e   o f   u p   t o   a p p r o x i m a t e l y   3   k V   a n d   a   c a t h o d e   c u r r e n t   o f   a b o u t   1   A ,   s o   t h e   p o w e r   u s e d   is   a b o u t   3   k W .   T h f lo r ate  o f   th g as  in ject ed   in to   th io n   s o u r ce   will  af f e ct  th g as  p r ess u r v alu in   th e   io n izatio n   ch am b er ,   f u r th e r   af f ec tin g   th e   d en s ity   o f   g as  ato m s /m o lecu les  in   th ch am b er ,   an d   u ltim ately   af f ec tin g   th e   io n izatio n   d e n s ity .   I o n izatio n   d en s ity   is   also   af f ec ted   b y   elec tr o n   en er g y   a n d   io n izin g   elec tr o n   cu r r en t.  E l e c t r o n   e n e r g y   d e p e n d s   o n   t h e   c a t h o d e   v o l t a g e   v a l u e ,   a n d   e l e c t r o n   c u r r e n t   d e p e n d s   o n   t h e   c a t h o d e   c u r r e n t .   T h e   m u l t i p l i c a t i o n   o f   th ca th o d cu r r en b y   th c ath o d v o ltag is   wh at  is   m ea n by   io n izin g   p o wer   in   t h is   r esear ch   r ep o r t.   Sev er al  ex p e r im en ts   h a v b ee n   co n d u cted   o n   th e   ef f ec t   o f   g as  f lo r ate   o n   io n izatio n   ch a r ac ter is tics .   Fo r   ex am p le,   L o n g   et  a l.   [ 1 8 ]   o b s er v e d   th e f f ec o f   ch a n g i n g   th e   g as  f lo r ate  o n   th li g h in ten s ity   in   th e   io n izatio n   ch a m b er   at  a   ca th o d cu r r e n o f   1 . 3 4   A.   Ya n et   a l.   [ 1 9 ]   o b s er v ed   th ef f ec o f   ch an g in g   th e   g as   f lo r ate  v alu o n   th ca th o d v o ltag at  s p ec if ic  ca th o d cu r r en o f   1 . 2 9   A.   C alv o   et  a l.   [ 4 ]   o b s er v ed   th e   ef f ec o f   ch a n g es  in   ca th o d c u r r en o n   ca th o d v o ltag f o r   v ar io u s   g as  r ate  v alu es  an d   o b s er v ed   th ef f ec o f   ch an g es  in   g as  r ate  o n   ca th o d v o ltag f o r   v ar io u s   ca th o d c u r r en v alu es  o f   s ev e r al  h u n d r ed   m A.   Of   th s ev er al   ex p er im en ts   th at  h a v b ee n   m en tio n ed ,   wh at  h as  n o b e en   d o n e   is   th ef f ec o f   g as   f lo r ate  o n   th ch ar ac ter is tics   o f   io n izin g   p o wer   an d   it s   ef f ec t o n   th io n iz atio n   r ate.   A l t h o u g h   s e v e r a l   e x p e r i m e n ts   h a v e   i n v e s t i g a t e d   t h e   c o r r e l at i o n   b e t w e e n   g a s   f l o w   a n d   o p e r a t i o n a q u a n t i t i es   i n   p e n n i n g   i o n   s o u r c e s ,   t h e r e   is   a   l a c k   o f   r e s ea r c h   a d d r e s s i n g   t h e   c o r r e l at i o n   b e t w ee n   g a s   f l o w   r a t e   a n d   i o n i z i n g   p o w e r .   A n o t h e r   l ac k   o f   r e s e a r c h   t h a a d d r e s s e s   t h e   r o le   o f   g a s   f l o w   r at e   o n   i o n i z a ti o n   i n t e n s it y   r a t i n   i o n   s o u r c e   p l a s m as .   T h e r e   a r e   s t i ll   t w o   p r o b l e m s   t h a t   r e m a i n   u n a n s w e r e d .   T h e   f i r s t   p r o b l e m   i s   h o w   t h e   g a s   f l o w   r a t a f f e c t s   t h e   i o n i zi n g   p o w e r ,   a n d   t h e   s e c o n d   p r o b l e m   is   t h e   r o le   o f   t h e   g a s   f l o w   r a t e   o n   t h e   i o n iz a t i o n   i n t e n s i t y .   T h a i m   o f   t h i s   e x p e r i m e n t a l   s t u d y   i s   t o   a d d r es s   tw o   g a p s   i n   p r i o r   r e s e a r c h   a n d   p r o v i d e   s o l u ti o n s   to   t h e s e   p r o b l e m s .   T h is   p ap er   p r esen ts   ex p er im e n tal  r esu lts   an d   an   an aly s is   o f   th e   ef f ec t o f   g as f lo r ate  o n   th io n izin g   p o wer   c h ar ac ter is tics .   T h ese  f in d in g s   ar n o v el,   as  n o   p r ev io u s   w o r k   h as  ex p lo r ed   th is   s p ec if ic  ar ea .   Ad d itio n ally ,   we  will  in v esti g a te  th io n izatio n   d en s ity   r ate,   o r   io n izatio n   p r o d u ctiv ity ,   o f   th io n   s o u r ce ,   wh i ch   will  f u r th er   c o n tr ib u te  to   th e   o r ig in ality   o f   th is   s tu d y .   T h is   r e s ea r ch   is   im p o r tan t o   d o   b ec a u s b y   r ec o g n izin g   th ch ar ac ter is tics   o f   th io n   s o u r ce   p o wer ,   m eth o d s   ca n   b f o r m u lated   to   in cr ea s th e   q u a n tity   an d   q u ality   o f   th io n   s o u r ce   o u t p u t.       2.     ME T H O D   2 . 1 .         E x perim ent a dev ice   2 . 1 . 1 .   P ennin g   t y pe  io n so urce   As  d ev ice   th at  b ec o m es  th e   o b ject  in   th is   s tu d y   is   p en n i n g   ty p io n   s o u r ce   is   u s ed   in   t h DE C Y - 13  c y clo tr o n .   T h io n izatio n   p r o ce s s   in   io n   s o u r ce s   g en e r ally   o cc u r s   d u to   attr ac tio n   b y   h ig h   elec tr ic  f ield   d is ch ar g o r   d u to   co llis io n s   b y   elec tr o n s   th at  h av k in etic  e n er g y   th at  e x ce ed s   th b in d i n g   en er g y   o f   elec tr o n s   in   th ato m .   I n   p en n i n g   ty p i o n   s o u r ce s   w h er th io n izatio n   p r o ce s s   is   d u to   elec tr o n   co lli s io n s ,   th m in im u m   en er g y   t o   r elea s th ese  elec tr o n s   is   ca lled   io n izatio n   en e r g y .   Fo r   ato m s   o r   m o lec u les  in   g as,  th io n izatio n   en er g y   is   1 3 . 6   eV  f o r   ato m s   [ 2 0 ]   a n d   1 5 . 4   eV  f o r   H2   m o le cu les [ 2 1 ] .   T h m a in   d e v ice  o f   th e   io n   s o u r ce   co n s is ts   o f   h ea d   a n d   h o l d er ,   wh er e   th e   h ea d   co n tain s   th e   io n izatio n   ch am b er   wh ile  th h o ld er   s er v es  as  s u p p o r f o r   th h ea d   as  well  as  p lace   to   attac h   th co o lin g   wate r   ch an n el,   c a t h o d e   v o l t a g e   c h a n n e l ,   a n d   g a s   s u p p l y   c h a n n e l .   T h e   s c h e m at i c   o f   t h e   p e n n i n g   i o n   s o u r c e   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   T h is   io n   s o u r ce   d e v ice  is   in s talled   in ter n ally   i n   th c y clo tr o n   tan k ,   s o   e x ce p f o r   t h ca t h o d v o ltag s o u r ce ,   ca th o d cu r r en m ete r ,   an d   g as   s u p p ly   co m p o n en ts ,   all  o th er   co m p o n en ts   ar in   th e   cy clo tr o n   v ac u u m   ch am b er .           Fig u r 1 .   Sch em atic  o f   p e n n in g   ty p io n   s o u r ce       2 . 1 . 2 .   I o n so urce   po wer   s up p ly   T h io n izatio n   p r o ce s s   th at  o cc u r s   in   th p en n in g   ty p io n   s o u r ce   is   p lay ed   b y   t h io n izi n g   cu r r en af ter   th ac h iev em en o f   h ig h   v o ltag b etwe en   th ca th o d e   an d   an o d th at  allo ws  th d is ch ar g o f   elec tr o n s   f r o m   th ca th o d e.   T h e   h ig h   v o ltag r an g es  f r o m   1 7 0 0 - 1 8 0 0   V,   wh ich   is   v o ltag v al u at  wh ic h   p lasma   d is ch ar g u s u ally   o cc u r s   f o r   tan talu m   ca th o d es   [ 2 2 ] - [ 2 4 ] .   So ,   th lar g est  io n izin g   cu r r e n co m es  f r o m   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2562 - 25 69   2564   cu r r en o f   elec tr o n s   escap in g   f r o m   t h ca th o d o r   ca lled   ca th o d c u r r en t.     T h s p ec if icat io n s   o f   t h p o wer   s u p p ly   ar ca p a b le  o f   p r o d u ci n g   h ig h   v o ltag at  th ca t h o d o f   at  least  1 7 0 0   a n d   ca th o d cu r r en th at  is   g en er ally   i n   th e   h u n d r e d s   o f   m to   2   A.   I n   th is   ca s e,   t h ca th o d c u r r en t   is   th v alu t h at  is   co n tr o lled   o r   r eg u lated   wh ile  th c ath o d e   v o ltag is   th v alu r esu ltin g   f r o m   th ca th o d cu r r en t settin g .   p o wer   s u p p ly   to   s u p p l y   th ca th o d c u r r en t   u s ed   in   th is   e x p er im en is   th e   Sh ek o n ic  m o d el  W W L - L DG  lin ea r   h ig h   v o ltag C C C   D C   p o wer   s u p p ly .   T h p o wer   s u p p ly   h as  m ax im u m   ca p ac ity   o f   3   k 2 . 5   A.   B ec au s f o r   th is   io n   s o u r ce   ex p er im en t   a   cu r r e n co n tr o is   n ee d ed ,   wh ich   m ea n s   ch an g in g   th C m o d to   C C   m o d b y   r ed u cin g   th l o ad   r esi s tan ce   ( R   lo ad )   in   th is   ca s th e   r esis tan ce   in   th io n   s o u r ce   p lasma   ch am b er ,   th is   is   in   ac co r d an ce   with   th b asi p r in cip le  o f   C C   m o d is   R   l o ad   ( Vo u t/Io u t) .   T h ese  co n d itio n s   ar ac h iev ed   b y   cr ea tin g   a   h ig h   io n izin g   cu r r en in   th io n   s o u r ce   p lasma   wh ich   ca n   o cc u r   in   s tr o n g   io n izatio n   in   th io n   s o u r ce ,   an d   b ased   o n   ex p er im en tal  ex p er ie n ce   it  o cc u r s   af te r   th ca th o d e   v o ltag e   ( Vo u t )   i s   ab o v 1 7 0 0   V.   I n   o r d er   to   ac h ie v th at  v o ltag e,   r esis to r   o f   1   k o h m   is   ad d ed   to   th p o wer   s u p p ly   o u tp u t.   T h s ch em atic  o f   th p o wer   s u p p l y   is   s h o wn   in   F ig u r 2 .   Fig u r 2   s h o ws  p o wer   s u p p ly   s y s tem   u s ed   to   s u p p ly   v o lt ag an d   cu r r en to   th io n   s o u r ce .   T h is   cir cu it  co n s is ts   o f   s ev er al  m ai n   b lo c k s ,   s tar tin g   f r o m   a   tr an s f o r m er   to   ad ju s th r eq u ir e d   v o ltag e,   r ec tifie r   cir cu it  co n s is tin g   o f   b r id g e   d io d t o   c o n v e r AC   v o ltag t o   DC   v o ltag u p   to   a   m ax im u m   v alu o f   3   k V.   Af ter   g o in g   th r o u g h   th r ec tific atio n   p r o ce s s ,   th is   DC   v o ltag is   th en   f ilter ed   u s in g   co m b in atio n   o f   ca p ac ito r s   an d   r esis to r s   to   m ak it m o r s tab l an d   r e d u ce   v o ltag r ip p le.   Fu r th er m o r e ,   th is   s y s tem   is   co n tr o lled   b y   c o n tr o ller   wh ich   co n s is ts   o f   co m p ar ato r   cir cu it,  s witch ,   an d   f ee d b ac k   m ec h an is m .   T h co m p ar at o r   co m p ar es  th f e ed b ac k   v o ltag ( Vf b )   with   t h r ef er en ce   v o ltag ( Vr ef )   to   en s u r e   th at  t h v o ltag o r   cu r r en p r o v id ed   is   in   ac c o r d an ce   with   r e q u ir em e n ts .   T h e   s witch   in   th e   co n tr o ller   allo ws  th s y s tem   to   wo r k   in   two   m o d es,  n am ely   C m o d an d   C C   m o d e.   C v o l tag m o d is   ac tiv e   wh en   th o u tp u v o ltag is   s tab le  an d   th c u r r en t   will  f o llo w   th v o ltag e,   wh ile   cu r r e n m o d o r   C C   is   u s e d   if   cu r r en t stab ilit y   h as b ee n   m et  an d   th v o ltag will a d ju s t th lo ad .   I n   ad d itio n ,   th er is   s h u n r e s is to r   ( R shunt )   wh ich   o n o f   its   f u n ctio n s   is   u s ed   to   m ea s u r t h cu r r e n f lo win g   to   th lo ad ,   wh er th e   v o ltag p r o d u ce d   b y   th is   r esis to r   is   u s ed   as   f ee d b ac k   in   cu r r en co n tr o l.  At  th e   en d   o f   t h s y s tem ,   t h er is   a   R plasma   co m p o n en t h at  r e p r esen t s   th p lasma   r esis tan ce   in   th e   i o n   s o u r ce   o r   l o ad ,   an d   1   k Ω   r esis to r   u s ed   as  cu r r en lim iter   an d   as  s af ety .   T h en tire   s y s tem   aim s   to   p r o v id s tab le  an d   co n tr o lled   p o wer   to   th io n   s o u r ce ,   wh ic h   is   u s ed   in   t h ap p l icatio n   o f   th i o n izatio n   p r o ce s s   in   th io n   s o u r c e.           Fig u r 2 .   T h C C   p o wer   s u p p l y   s ch em atic  f o r   i o n   s o u r ce       2 . 2 .     E x perim ent   s et up   T h s ch em atic   o f   th e   ex p er i m en tal  s etu p   is   illu s tr ated   in   Fig u r 3 .   T h r eg u lated   in p u t q u a n tity   is   th e   g as  f lo r ate,   wh ich   is   m o n ito r ed   u s in g   g as  f lo m eter .   T h ac tu al  o u tp u q u a n tity   is   th io n izatio n   d e n s ity   o f   th e   p lasma   f o r m atio n h o w ev er ,   s in ce   th is   m ea s u r e m en is   ch allen g in g   to   o b tain ,   w e   r ep r esen it  with   th e   io n izin g   p o wer .   T wo   q u a n titi es  th at  co r r esp o n d   to   th io n izin g   p o wer   ar th ca th o d v o ltag e,   m ea s u r ed   b y   th e   ca th o d v o ltag m eter ,   a n d   th e   ca th o d cu r r en t,  m ea s u r ed   b y   th ca th o d c u r r en m eter .   T h e   io n izin g   p o wer   o f   th io n   s o u r c p lasma   is   ca lcu lated   b y   m u ltip ly in g   t h v o ltag an d   th ca t h o d c u r r e n t.   T h is   ex p er im en r eq u ir es th f o llo win g   co n d itio n s :   i)   T h v ac u u m   o f   th cy cl o tr o n   t an k   is   g r ea ter   th a n   3 × 10 - 6   T o r r   ii)   T h m a g n et  is   s et  at   g en er ati o n   c u r r en t   o f   2 8 0 , 0 0 0   p p m   wh ich   is   eq u i v alen to   a   m ag n etic  f ield   o f   1 . 2 5   T   at  th ce n ter   p o in t o f   th c y c lo tr o n   wh er th io n   s o u r ce   h e ad   is   lo ca ted .   iii)   T h h y d r o g en   g as f lo r ate   ca n   b f lo wed   u p   to   8   s cc m   a n d   i t is o b s er v ed   t h at  th v ac u u m   ch an g es to   n o   less   th an   3 × 10 - 5   T o r r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       E ffect  o f g a s   flo w   r a te  o n   io n iz in g   p o w er c h a r a cteris tics   o f p en n in g   ty p e   io n   s o u r ce   ( S ila kh u d d in )   2565   iv )   T h io n   s o u r ce   p o wer   s o u r ce   ca n   o p er ate  u p   t o   m in im u m   ca th o d v o ltag o f   2   k an d   ca n   o p er ate  i n   co n tr o l c u r r en t m o d e.   A f t e r   a c h i e v i n g   o p e r a t i o n   i n   c o n t r o l   c u r r e n t   m o d e   a t   c a t h o d e   c u r r e n t   v a l u e s   u p   t o   h u n d r e d s   o f   m A ,   o b s e r v a t i o n s   w e r e   m a d e   o n   t h e   e f f e c t   o f   g a s   f l o w   r a t e   o n   e l e c t r i c a l   p o w e r   c h a r a c t e r i s t i c s   i n   t w o   c o n d i t i o n s ,   n a m e l y :   i)   Ob s er v atio n   o f   th ef f ec o f   v a r iatio n s   in   g as  f lo r ate  o n   th p o wer   ch ar ac ter is tics   o f   th io n   s o u r ce ,   n am ely   th m u ltip licatio n   o f   c u r r en with   ca th o d v o ltag e .   T h v al u o f   g as  f lo r ate  v ar iatio n   i s   b etwe en   3   to   8   s cc m   an d   ea ch   g as f lo r ate  v alu is   o b s er v ed   f o r   v ar io u s   ca th o d cu r r en v alu es b etwe en   0 . 1   to   1   A.   ii)   cr o s s - o v er   test   was  th en   p er f o r m ed   b y   o b s er v in g   th ch a r ac ter is tics   o f   th ch an g in   ca th o d v o ltag o v er   th g as  f lo r ate  v ar iatio n s   b etwe en   3   to   8   s cc m   f o r   s p ec if ic  ca th o d e   cu r r e n v alu e   to   b s elec ted .   Ob s er v atio n s   o f   ch a n g es  in   ca t h o d cu r r en wer n o m ad b e ca u s th o p er atin g   m o d was  co n tr o cu r r en t.           Fig u r 3 .   E x p er im e n tal  s etu p   s ch em e       2 . 3   Ana ly s is   pro ce du re   T h e   a n a l y s is   w i ll   f o c u s   o n   t h e   e f f e c t s   o f   v a r i a t i o n s   i n   g a s   f l o w   r a t e   o n   t h e   p o w e r   c h a r a c t e r i s t i cs   o f   t h i o n   s o u r c e .   W e   w il l   e x a m i n e   h o w   t h e s e   c h a r a ct e r is t i cs   a p p e a r   an d   e x p l o r e   t h e i r   t h e o r e t i c a l   u n d e r s t a n d i n g .   F i n al l y ,   w e   w i ll   s t u d y   h o w   t h e s e   c h a r a ct e r i s t i cs   i m p a c t   t h e   r a t e   o f   i o n iz a t i o n   d e n s it y   g e n e r a t e d   b y   t h i o n   s o u r c e .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Cha ra c t er is t ics o f   io nizin g   po wer   T h e   r esu lts   o f   th e x p er im e n ts   co n d u cte d   h a v o b s er v ed   th r elatio n s h ip   b etwe en   th e   g a s   f lo r ate   an d   th p o wer   c h ar ac ter is tics   o f   th io n   s o u r ce   as  s h o wn   in   Fig u r 4 .   Fro m   th cu r v es  in   Fig u r 4 ,   it  ap p ea r s   th at  th g as f lo r ate  d o es n o t   h av a   n o ticea b le   ef f ec t   o n   th e   io n izin g   p o we r .   Fu r t h er m o r e,   it will b ex p lo r ed   wh y   th is   ca n   h ap p e n ,   s o   as c r o s s - ex am in atio n   d ata,   th e   r esu lt s   o f   th ca th o d v o ltag ch ar a cter is tics   o f   th g as  f lo r ate  v ar iatio n   f r o m   3   to   8   s cc m   ar p r esen ted   i n   Fig u r 5 .             Fig u r 4 .   E f f ec t o f   g as f lo r a te  v ar iatio n   o n   ca th o d p o wer     Fig u r 5 .   E f f ec t o f   g as f lo r a te  o n     ca th o d v o ltag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2562 - 25 69   2566   Fro m   Fig u r 5 ,   it  ca n   b s ee n   th at  th er is   alm o s n o   ch an g in   th v o ltag v alu wh en   th e   g as  f lo w   r ate  is   v ar ied .   T h is   m ea n s   th at   th ab s en ce   o f   th e   ef f ec o f   g a s   f lo r ate  v a r iatio n   o n   io n izin g   p o wer ,   as sh o w n   in   Fig u r 4 ,   is   d u t o   th e   ab s e n ce   o f   its   ef f ec o n   t h ca th o d v o ltag e.   Ho wev er ,   s in ce   th e   p er f o r m an ce   o f   t h io n   s o u r ce   is   b asically   m ea s u r ed   b ased   o n   t h o u tp u t   in   g en er atin g   th io n   b ea m ,   t h ef f ec ts   o f   t h ese  ch ar ac ter is tics   o n   th io n izatio n   in ten s ity   r ate  will b an aly ze d   as d escr ib ed   b el o w.     3 . 2   I m pli ca t i o ns   f o io niza t i o n inte ns it y   ra t e   T o   s tu d y   th e   im p licatio n s   f o r   io n izatio n   i n ten s ity ,   th f o l lo win g   an aly s is   is   u s ed .   I n   p en n in g   io n izatio n   g au g e   ( PIG )   io n   s o u r ce ,   wh e r io n izatio n   is   f o r m ed   d u to   elec tr o n   co llis io n s ,   t h n u m b er   o f   ato m s   o r   m o l ec u les  io n ized   d ep e n d s   o n   th e   p ar am ete r s :   i)   E lectr o n   cu r r en d en s ity   ( am p er es  p e r   m 2 ) ,   I e ii)   E f f ec tiv e   v o lu m o f   io n izatio n ,   ʋ iii)  Nu m b er   o f   m o les  o f   g as  p er   u n it  v o l u m o f   i o n izatio n   ch am b er ,   n a an d     iv )   I o n izatio n   cr o s s   s ec tio n ,   σ i .   T h io n   f o r m ati o n   r ate  I i   i n   th io n izatio n   ch a m b er   [ 2 5 ] .     I i   = J e   n a   σ   ( 1 )     F o r   p en n in g   io n   s o u r ce s ,   J e   ca n   b tak en   f r o m   t h d is ch ar g cu r r en t d e n s ity   b etwe en   th ca th o d an d   an o d o r   th s o - ca lled   ca th o d c u r r en t.   is   th p ar o f   th e   v o lu m in   wh ich   th g as  ato m s   ar i o n ized ,   wh ich   is   n o t   n ec ess ar ily   eq u al  to   th e   v o l u m o f   th e   io n izatio n   ch am b e r .   T h io n iz atio n   ch am b e r   r e f er r ed   to   h er e   is   th s p ac e   o f   th e   an o d ca v ity .   Ass u m in g   th h y d r o g en   g as  in   th e   io n iz atio n   ch am b er   is   a n   id ea l   g as,  th v alu e   o f   n a   ca n   b ca lcu lated   f r o m   ( 2 ) .     =    ( 2 )     W h er p   is   th g as p r ess u r e,   th B o ltzm an n   co n s tan t =   1 . 3 8 × 10 - 23   J /K  an d   T   th p lasma   te m p er atu r i n   o K.   B y   co m b in in g   th e   cu r v in   Fig u r 5   wh er e   th er e   is   alm o s n o   ch an g i n   ca th o d v o ltag e   V   w h ich   m ea n s   th er is   n o   c h an g e   in   io n izatio n   cr o s s   s ec tio n   v alu e   σ i ,   b ec a u s σ i   d ep en d s   o n   V ,   with   ( 1 ) ,   it   ca n   b e   tem p o r ar ily   s aid   th at  th v ar iatio n   o f   th e   g as f lo r ate  d o es n o af f ec t th e   io n izatio n   in ten s ity .   B ased   o n   ( 2 ) ,   th v alu o f   ato m s /m o lecu les   p er   u n it  v o l u m e   o f   io n izatio n   s p ac n a   in cr ea s es  wh en   th e   p r ess u r p   r is es.  T h is   r esu lt s   in   th r ate  o f   io n   f o r m atio n   in   th e   io n izatio n   ch am b er   r is in g ,   b ased   o n   ( 1 ) ,   r esu ltin g   in   th elec tr ical  co n d u ctiv ity   v alu o f   th p lasma   r is in g .     B ec au s th elec tr i cu r r en is   m ad co n s tan t,  th e   in cr ea s in   co n d u ctiv ity   h as th ef f ec t o f   d ec r ea s in g   th e   v o lt ag b etwe en   th ca t h o d a n d   a n o d e.   T h ef f ec o n   io n   p r o d u ctiv ity   ca n   b d is cu s s ed   as  f o llo ws.  I o n   p r o d u ctiv ity   d e p en d s   o n   th v alu o f   th io n   f o r m atio n   r ate  I i .   I n   ( 1 )   th v alu o f   I i   is   in f lu en ce d   b y   th v alu o f   th v a r iab le  m ag n itu d o f   t h elec tr o n   cu r r en d en s ity   J e   p lay e d   b y   th ca th o d e   cu r r en t,  t h n u m b e r   o f   ato m s   o r   m o lecu les  p e r   u n it   v o lu m e   n a ,   an d   th e   io n izatio n   cr o s s   s ec tio n   σ i .   I n   th is   ca s th v alu o f   σ i   is   co n s id er ed   to   b v er y   s m all  c h a n g in   th r a n g o f   ch an g es  in   th v alu o f   th c ath o d v o ltag V k   ( p r o p o r tio n al  to   th en er g y   o f   th im p ac to r   elec tr o n s )   th a t   o cc u r r e d   in   th is   ex p er im e n w h ich   is   o n ly   in   th r an g e   o f   6 4 0   to   6 7 0   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .   Sin c th v alu o f   J e   i n   th is   ex p er im en is   s et  co n s tan t,  it  i s   o n ly   th v alu o f   n a   th at  will  b th q u an tity   th at  n ee d s   to   b r ev iewe d   in   its   in f lu en ce   o n   th v alu o f   I i .   T h latter   r eq u ir es  a n   an aly s is   o f   th r elatio n s h ip   b etwe en   th g as  in jectio n   r at e   an d   th e   g as  p r ess u r e   in   th e   io n izatio n   ch am b e r .   Fo r   th is   p u r p o s e,   it  ca n   b an aly ze d   u s in g   t h C FD  s im u latio n   p r o g r a m   p r esen te d   in   th f o llo win g   d is cu s s io n .   T h s im u latio n   u s in g   th e   C FD  p r o g r a m   p r esen ts   d ata  o n   t h r elatio n s h ip   b etwe en   th h y d r o g en   g as  f lo r ate  a n d   t h p r ess u r in   t h io n izatio n   ch am b er   o f   th i o n   s o u r ce .   T h p a r am eter s   in   th s im u latio n   wer e   th s am as  th p ar am eter s   in   th d is cu s s ed   io n   s o u r ce   h er e.   R ef er r in g   to   th s im u latio n   d ata  th at  h as  b ee n   ca r r ied   o u t b y   t h au th o r ,   th p r o ce s s in g   o f   t h s im u latio n   r esu lts   is   p r esen ted   in   T ab le   1 .       T ab le  1 .   R elatio n s h ip   b etwe en   g as f lo r ate  an d   p r ess u r in   th io n i za tio n   c h am b e r   No   G a s fl o w r a t e   ( sc c m)   G a s p r e ssu r e   × 10 - 5 ( T o r r )   No   G a s fl o w r a t e   ( sc c m)   G a s p r e ssu r e   × 10 - 5 ( T o r r )   1.   3   5 . 1 7   4.   6   8 . 7 3   2.   4   6 . 1 4   5.   7   1 0 . 3 9   3.   5   7 . 2 5   6.   8   1 2 . 3 2       F r o m   th d ata it  ca n   b s ee n   t h at  in cr ea s in g   th e   g as  r ate  g iv es  s ig n if ican in cr ea s in   g as  p r ess u r in   th io n izatio n   ch am b er .   R ef er r in g   to   ( 2 ) ,   th in cr ea s in   g a s   p r ess u r will  lin ea r ly   in cr ea s th v alu o f   th n u m b er   o f   g as  m o les  p er   u n it  v o lu m e ,   n a   an d   u ltima tely ,   b a s ed   o n   ( 1 )   will  also   in cr ea s t h v alu o f   th io n   f o r m atio n   r ate  I i   in   th io n izat io n   ch am b er   s ig n if ican tly .   B y   co m p ar in g   th p atter n   o f   g as  p r ess u r in cr ea s e,   it   is   q u an titativ ely   p r e d icted   th at   in cr ea s in g   g as  f r o m   3   s cc m   t o   5   s cc m   will  in cr ea s th e   io n   f o r m atio n   r ate  b y   1 . 4   tim es  an d   to   2 . 4   tim es  f o r   an   in cr ea s to   8   s cc m .   So ,   th in cr ea s in   g as  f lo r ate  p lay s   an   im p o r tan r o le  in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       E ffect  o f g a s   flo w   r a te  o n   io n iz in g   p o w er c h a r a cteris tics   o f p en n in g   ty p e   io n   s o u r ce   ( S ila kh u d d in )   2567   in cr ea s in g   io n   p r o d u ctiv ity .   O f   co u r s e,   th er is   c er tain   lim i v alu o f   th p e r m itted   g as  f l o r ate  s o   as  n o to   h av d etr im en tal  ef f ec o n   r e d u cin g   t h v ac u u m   i n   th c y cl o tr o n   ac ce le r ato r   c h am b er .   T h o p er atin g   v ac u u m   lev el  o f   c y clo tr o n   is   in   th e   r an g e   o f   s ev e r al  1 0 - 6   T o r r ,   wh ich   ca n   b ex p er im en tall y   d eter m in ed   as  th e   m ax im u m   v alu o f   th g as f lo r ate.     3 . 3   I nv ent io re s ults   B ased   o n   th r esu lts   ar p r ese n ted   ab o v e ,   two   k ey   f in d in g s   f r o m   th is   r esear ch   ca n   b s u m m ar ized   as  f o llo ws:   i)   C h an g es  in   th g as  f lo r ate,   r an g in g   f r o m   3   s cc m   to   8   s cc m ,   d o   n o af f ec th ch ar ac ter is tics   o f   io n izatio n   p o wer an d   ii)  Alth o u g h   th ch ar ac ter is tics   o f   io n izatio n   p o wer   r e m ain   u n c h an g ed ,   th eo r etica l   an aly s is   in d icate s   s ig n if ican in cr ea s in   io n izatio n   in ten s ity   d u e   to   th h ig h er   g as   f lo r ate.   T h r ate   o f   io n izatio n   in ten s ity   d u to   th e   in cr ea s in   g as f lo r ate.       4.   CO NCL U SI O N   T h ef f ec t   o f   v ar iatio n   in   th r a te  o f   h y d r o g e n   g as  i n jecte d   in t o   th i o n izatio n   ch am b e r   d o es  n o ap p ea r   to   h av an y   s ig n if ican ch an g es  in   th io n izin g   p o wer   v alu e.   Ho wev er ,   th er is   ten d e n cy   to   d ec r ea s th v o ltag with   an   in c r ea s in   th g as  in jectio n   r ate  b ased   o n   t h th eo r etica an aly s is   o f   th t h eo r etica f o r m u la  d u to   th c o n d u ctiv ity   v alu e   th at  r is es.  Sin ce   th ca th o d e   cu r r en v alu is   m ad co n s tan t,  th in cr ea s in   co n d u ctiv ity   v al u ca u s es  d ec r ea s in   th ca th o d v o ltag v alu e.   Ho wev er ,   th d ec r ea s in   v o ltag v alu d o es  n o s ig n if ican tly   af f ec t   th r ate   o f   i o n   f o r m atio n   in   th i o n izat io n   ch am b er .   B ased   o n   f u r th e r   an aly s is ,   th ef f ec t   o f   in cr ea s in g   th g as  f lo r ate   will  h av s ig n if ican ef f ec o n   th r ate  o f   th io n izatio n   i n ten s ity   r ate   du to   th ef f ec t o f   s ig n if ican t in c r e ase  in   g as p r ess u r f r o m   an   in cr ea s in   th g as f lo r ate.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   was  s u p p o r t ed   b y   th e   R I I L PDP  Gr an an d   B R I N,   g r an n u m b er   B - 4 1 3 1 /I I . 7 . 5 /TK . 0 1 . 0 3 /0 2 /2 0 2 5   an d   B - 1 7 0 3 /I I I . 2 /TK . 0 1 . 0 3 /1 /2 0 2 5 .   W also   th an k   to   th Hea d   o f   R esear ch   C en ter   f o r   Acc eler ato r   T ec h n o lo g y - R esear ch   Or g a n izatio n   f o r   Nu clea r   E n er g y ,   Pro f .   Dr .   Mu h am m ad   R if ai.       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al   au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Sil ak h u d d in                               B a m b a n g   M u r d a k a   E k a   J at i                               Dwi  Saty Palu p i                               T au f ik                               I d r u s   Ab d u l K u d u s                               Fajar   Sid ik   Per m an a                               Su h ar n i                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au t h o r s   d ec lar e   th at  th e y   h av n o   k n o wn   c o m p etin g   f in an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r el atio n s h ip s   th at  co u ld   h av ap p ea r ed   t o   in f lu en ce   th wo r k   r e p o r te d   in   t h is   p ap er .       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   is   n o t   ap p lica b le  to   th is   p ap er   as n o   n ew  d at wer cr ea ted   o r   an aly ze d   in   t h is   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   B .   K .   D a s,   R .   D a s ,   a n d   A .   S h y a m ,   S t u d y   o f   c o m p a c t   p e n n i n g   i o n   s o u r c e   f o r   ma t e r i a l   st u d i e s,”   i n   AI C o n f e re n c e   P ro c e e d i n g s 2 0 1 1 ,   p p .   4 4 7 4 4 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 3 6 0 5 9 2 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2562 - 25 69   2568   [ 2 ]   V .   A l e x a n d e r ,   J.  L i n d e r s,  H . - J.  L i p p o l d ,   H .   N i e d r i g ,   a n d   T.   S e b a l d ,   A   p e n n i n g   t y p e   i o n   s o u r c e   w i t h   h i g h   e f f i c i e n c y   a n d   so me   a p p l i c a t i o n s,   R a d i a t i o n   Ef f e c t s ,   v o l .   5 9 ,   n o .   3 4 ,   p p .   1 8 3 1 8 9 ,   Ja n .   1 9 8 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 0 3 3 7 5 7 8 2 0 8 2 3 7 5 0 1 .   [ 3 ]   A .   P r a mu d i t a ,   E.   M u l y a n i ,   a n d   I .   A .   K u d u s,  S i m u l a t i o n o f   b e a q u a l i t i n   a   1 3   M e V   P E cy c l o t r o n ,   At o m   I n d o n e s i a ,   v o l .   4 1 ,   n o .   3 ,   p .   1 4 5 ,   J a n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 7 1 4 6 / a i j . 2 0 1 5 . 4 1 1 .   [ 4 ]   P .   C a l v o   e t   a l . ,   E x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   t h e   i n t e r n a l   i o n   s o u r c e   f o r   t h e   A M I c o mp a c t   c y c l o t r o n ,   N u c l e a I n s t r u m e n t s   a n d   Me t h o d s   i n   Ph y si c R e se a rc h   S e c t i o n   A:   A c c e l e r a t o rs ,   S p e c t r o m e t e rs ,   D e t e c t o rs  a n d   Ass o c i a t e d   E q u i p m e n t ,   v o l .   1 0 2 5 ,   p .   1 6 6 0 2 8 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n i ma. 2 0 2 1 . 1 6 6 0 2 8 .   [ 5 ]   S .   K o r e n e v ,   Th e   i n t e r n a l   P e n n i n g   I o n   S o u r c e   o f   n e g a t i v e   h y d r o g e n   i o n f o r   i so c h r o n o u c y c l o t r o n s,”   i n   D i g e st   o f   T e c h n i c a l   P a p e rs - I EEE  I n t e r n a t i o n a l   Pu l se d   Po w e r   C o n f e re n c e ,   I EEE,   M a y   2 0 1 5 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P P C . 2 0 1 5 . 7 2 9 7 0 0 6 .   [ 6 ]   M .   L .   M a l l o r y ,   E.   D .   H u d so n ,   a n d   R .   S .   Lo r d ,   C y c l o t r o n   i n t e r n a l   i o n   s o u r c e   w i t h   D C   e x t r a c t i o n ,   I EEE  T r a n sa c t i o n o n   N u c l e a r   S c i e n c e ,   v o l .   2 0 ,   n o .   3 ,   p p .   1 4 7 1 5 0 ,   1 9 7 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN S . 1 9 7 3 . 4 3 2 7 0 6 7 .   [ 7 ]   B .   C .   Le e   e t   a l . ,   I n t e n si f i c a t i o n   o f   t h e   K O TR O N - 1 3   c y c l o t r o n   b y   o p t i m i z i n g   t h e   i o n   s o u r c e ,   J o u r n a l   o f   t h e   K o r e a n   Ph y si c a l   S o c i e t y ,   v o l .   5 7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 3 7 6 1 3 8 0 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 3 9 3 8 / j k p s . 5 7 . 1 3 7 6 .   [ 8 ]   D .   P o t k i n s   e t   a l . ,   I mp r o v e me n t t o   si e me n e c l i p se  P ET  c y c l o t r o n   p e n n i n g   i o n   so u r c e ,   AI C o n f e r e n c e   Pro c e e d i n g s ,   v o l .   2 0 5 2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 5 0 8 3 7 7 0 .   [ 9 ]   P .   C h i n n a sam y ,   P o t e n t i a l   o f   t h e   p e n n i n g   i o n i z a t i o n   g a u g e   ( P I G )   i o n   s o u r c e   i n   a t t a i n i n g   h i g h   e n e r g y   r y d b e r g   st a t e s ,”  P h y si c a l   S c i e n c e   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 ,   Ja n .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 9 7 3 4 / P S I J/ 2 0 1 5 / 2 0 6 4 6 .   [ 1 0 ]   J.  L i   e t   a l . ,   A   s i m u l a t i o n   s t u d y   o f   a r g o n   d i sc h a r g e   i n   P I G   i o n   s o u r c e   w i t h   a x i a l   m a g n e t i c   f i e l d ,   J o u r n a l   o f   P h y si c s:   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   1 6 0 1 ,   n o .   2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 6 0 1 / 2 / 0 2 2 0 4 4 .   [ 1 1 ]   B .   K .   D a s   a n d   A .   S h y a m,   D e v e l o p m e n t   o f   c o mp a c t   si z e   p e n n i n g   i o n   s o u r c e   f o r   c o m p a c t   n e u t r o n   g e n e r a t o r ,   R e v i e w   o f   S c i e n t i f i c   I n st r u m e n t s ,   v o l .   7 9 ,   n o .   1 2 ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 3 0 5 4 2 6 8 .   [ 1 2 ]   B .   K .   D a s ,   A .   S h y a m,   R .   D a s,  a n d   A .   D .   P .   R a o ,   D e v e l o p m e n t   o f   h o l l o w   a n o d e   p e n n i n g   i o n   so u r c e   f o r   l a b o r a t o r y   a p p l i c a t i o n ,   N u c l e a r   I n s t r u m e n t s   a n d   Me t h o d s   i n   Ph y si c Re s e a r c h   S e c t i o n   A:   Ac c e l e r a t o rs ,   S p e c t r o m e t e rs,   D e t e c t o rs  a n d   Ass o c i a t e d   Eq u i p m e n t ,   v o l .   6 6 9 ,   p p .   1 9 2 1 ,   M a r .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n i ma . 2 0 1 1 . 1 2 . 0 3 0 .   [ 1 3 ]   A .   R o y   e t   a l . ,   P l a sm a   e x p a n s i o n   a n d   f a s t   g a p   c l o s u r e   i n   a   h i g h   p o w e r   e l e c t r o n   b e a m   d i o d e ,   Ph y si c o f   Pl a sm a s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   5 ,   M a y   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 3 1 2 9 8 0 2 .   [ 1 4 ]   T.   M o t o y a s u ,   S .   N a m b a ,   a n d   K .   Ta k i y a m a ,   M e a s u r e m e n t o f   l o c a l i z e d   p o t e n t i a l   p r o f i l e b y   LI F   p o l a r i z a t i o n   sp e c t r o sc o p y   i n   a n   i n e r t i a l - e l e c t r o st a t i c   c o n f i n e m e n t   d i s c h a r g e ,   J o u rn a l   o f   t h e   K o re a n   P h y s i c a l   S o c i e t y ,   v o l .   6 5 ,   n o .   8 ,   p p .   1 2 0 5 1 2 0 8 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 3 9 3 8 / j k p s. 6 5 . 1 2 0 5 .   [ 1 5 ]   A .   H .   S h a l i ,   S .   S i l a k h u d d i n ,   T .   M .   A t mo n o ,   T .   Ta u f i k ,   a n d   R .   S .   D a r m a w a n ,   T h e   a n a l y si s   o f   c y c l o t r o n i c   i n t e g r a t o r   i n   c y l i n d r i c a l   c o o r d i n a t e f o r   si m u l a t i o n   o f   p e n n i n g   i o n   s o u r c e   o f   D E C Y - 1 3   cy c l o t r o n ,   AI C o n f e r e n c e   Pr o c e e d i n g s ,   v o l .   2 9 6 7 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 1 9 3 8 8 2 .   [ 1 6 ]   A .   Zh a n g   e t   a l . ,   S i m u l a t i o n   a n d   o p t i mi z a t i o n   o f   a   m i n i a t u r i z e d   i o n   s o u r c e   f o r   a   n e u t r o n   t u b e ,   Ph y si c a l   Re v i e w   Ac c e l e r a t o rs a n d   Be a m s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   1 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 3 / P h y s R e v A c c e l B e a ms. 2 5 . 1 0 3 5 0 1 .   [ 1 7 ]   T.   W a n g   e t   a l . ,   El e c t r i c a l   s h i e l d i n g   b o x   mea su r e me n t   o f   t h e   n e g a t i v e   h y d r o g e n   b e a f r o P e n n i n g   i o n   g a u g e   i o n   so u r c e ,   R e v i e w   o f   S c i e n t i f i c   I n s t ru m e n t s ,   v o l .   8 3 ,   n o .   6 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 4 7 2 5 5 3 4 .   [ 1 8 ]   J.  L o n g ,   Z .   Y a n g ,   P .   D o n g ,   X .   H e ,   a n d   K .   Z h a n g ,   S t u d y   o n   a   c o l d - c a t h o d e   H -   P I G - t y p e   i o n   so u r c e ,   N u c l e a r   S c i e n c e   a n d   T e c h n i q u e s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   4 ,   2 0 1 3 .   [ 1 9 ]   Z.   Y a n g   e t   a l . ,   A   p r e l i m i n a r y   s t u d y   o f   a   n e g a t i v e   h y d r o g e n   P I G - t y p e   i o n   so u r c e   f o r   t h e   c o m p a c t   c y c l o t r o n ,   C h i n e s e   Ph y si c C v o l .   3 6 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 0 0 0 1 0 0 3 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 6 7 4 - 1 1 3 7 / 3 6 / 1 0 / 0 1 5 .   [ 2 0 ]   D .   F a i r c l o t h   a n d   S .   L a w r i e ,   A n   o v e r v i e w   o f   n e g a t i v e   h y d r o g e n   i o n   so u r c e s fo r   a c c e l e r a t o r s ,   N e w   J o u rn a l   o f   P h y si c s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 ,   p .   0 2 5 0 0 7 ,   F e b .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 3 6 7 - 2 6 3 0 / a a a 3 9 e .   [ 2 1 ]   J.  S .   Y o o n   e t   a l . ,   C r o ss   s e c t i o n s   f o r   e l e c t r o n   c o l l i si o n s   w i t h   h y d r o g e n   mo l e c u l e s,   J o u r n a l   o f   P h y si c a l   a n d   C h e m i c a l   R e f e re n c e   D a t a ,   v o l .   3 7 ,   n o .   2 ,   p p .   9 1 3 9 3 1 ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 2 8 3 8 0 2 3 .   [ 2 2 ]   T .   R o m a n o   e t   a l . ,   D a m a g e   c h a r a c t e r i s a t i o n   o f   t a n t a l u m   i o n   s o u r c e   e l e c t r o d e s   a n d   r e c o n d i t i o n i n g   b y   w i r e -   a n d   p o w d e r - b a s e d   l a s e r   m e t a l   d e p o s i t i o n ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R e f r a c t o r y   M e t a l s   a n d   H a r d   M a t e r i a l s ,   v o l .   1 1 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j r m h m . 2 0 2 3 . 1 0 6 3 6 4 .   [ 2 3 ]   Y .   H .   Y e o n ,   M .   G h e r g h e r e h c h i ,   X .   M u ,   K .   M .   M .   G a d ,   a n d   J.   S .   C h a i ,   D e v e l o p m e n t   a n d   d i sc h a r g e   c h a r a c t e r i st i c s   o f   n e g a t i v e   h y d r o g e n   i o n   s o u r c e   f o r   t h e   S K K U C Y - 9   c y c l o t r o n ,   N u c l e a I n st r u m e n t s   a n d   Me t h o d i n   P h y s i c s   Re s e a r c h ,   S e c t i o n   A:   Ac c e l e r a t o rs ,   S p e c t ro m e t e rs,  D e t e c t o r s a n d   Ass o c i a t e d   Eq u i p m e n t ,   v o l .   7 6 3 ,   p p .   5 1 0 5 1 6 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n i ma. 2 0 1 4 . 0 6 . 0 4 8 .   [ 2 4 ]   I .   Jep u ,   C .   P o r o s n i c u ,   I .   M u s t a t a ,   C .   P .   Lu n g u ,   V .   K u n c ser,   a n d   F .   M i c u l e s c u ,   O p t i mi z a t i o n   o f   t h e r mi o n i c   v a c u u m   a r c   p l a sm a   u s e d   f o r   mu l t i l a y e r   G M R / TM R   f i l ms   p r e p a r a t i o n ,   Ro m a n i a n   Re p o rt s   i n   P h y si c s ,   v o l .   6 2 ,   n o .   4 ,   p p .   7 7 1 7 7 9 ,   2 0 1 0 .   [ 2 5 ]   D .   M .   G o e b e l ,   R .   E .   W i r z ,   a n d   I .   K a t z ,   A n a l y t i c a l   i o n   t h r u st e r   d i sc h a r g e   p e r f o r man c e   m o d e l ,   J o u r n a l   o f   P ro p u l si o n   a n d   P o w e r v o l .   2 3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 5 5 1 0 6 7 ,   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 2 5 1 4 / 1 . 2 6 4 0 4 .   [ 2 6 ]   R .   I .   G o l y a t i n a   a n d   S .   A .   M a i o r o v ,   A n a l y t i c a l   c r o ss   se c t i o n   a p p r o x i m a t i o n   f o r   e l e c t r o n   i m p a c t   i o n i z a t i o n   o f   a l k a l i   a n d   o t h e r   m e t a l s ,   i n e r t   g a s e s a n d   h y d r o g e n   a t o ms ,   At o m s ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a t o ms 9 0 4 0 0 9 0 .   [ 2 7 ]   K .   T ő k é si   a n d   R .   D .   D u B o i s ,   I o n i z a t i o n   c r o ss   se c t i o n o f   h y d r o g e n   m o l e c u l e   b y   e l e c t r o n   a n d   p o s i t r o n   i m p a c t ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   M o l e c u l a S c i e n c e s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i j m s2 5 0 6 3 4 1 0 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       S il a k h u d d in           is  a   se n io re se a rc h e in   Cy c l o tro n   G ro u p   a th e   Re se a rc h   Ce n ter  fo r   Ac c e lera to Tec h n o lo g y ,   Re se a rc h   Org a n iza ti o n   o Nu c lea Tec h n o l o g y ,   Na ti o n a Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   Ag e n c y ,   In d o n e sia .   H e   re c e iv e d   h is  m a ste d e g re e   in   P h y sic fro m   In d o n e sia   Un iv e rsit a 1 9 9 5   a n d   c u rre n tl y   h e   is   p u rsu i n g   a   d o c to ra p ro g ra m   a G a d jah   M a d a   Un i v e rsity ,   In d o n e sia .   He   h a b e e n   a   re se a rc h e in   p a rti c le  a c c e lera to tec h n o lo g y   sin c e   1 9 8 1   a n d   h e   h a b e e n   a   se n io r   re se a rc h e sin c e   2 0 1 0 .   He   is  c u rre n tl y   a   m a in   re se a rc h e in   th e   io n   so u rc e   d e v e lo p m e n o DECY - 1 3   C y c lo tr o n .   h is  c u rre n t   d o c to ra re se a rc h   is  o n   th e   c h a ra c teristics   o p e n n i n g - ty p e   io n   s o u rc e s.  M o re   th a n   1 2 0   sc ien ti fic  p a p e rs  h a v e   b e e n   p u b li s h e d   a n d   2 5 %   o f   th e m   a re   a b o u c y c lo tro n   io n   so u rc e   tec h n o lo g y .   He   c a n   b e   c o n ta c ted   a e m a il sila0 0 1 @ b ri n . g o . i d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       E ffect  o f g a s   flo w   r a te  o n   io n iz in g   p o w er c h a r a cteris tics   o f p en n in g   ty p e   io n   s o u r ce   ( S ila kh u d d in )   2569     Ba m b a n g   M u r d a k a   E k a   J a t i           is   a n   a s s o c ia te  p r o fe s s o wh o   h a b e e n   a   p e rm a n e n t   lec t u re r   i n   t h e   De p a rtme n t   o f   P h y s ics ,   F M IP A - UG M ,   Y o g y a k a r ta,   I n d o n e s ia   s in c e   1 9 8 9 .   His   re se a r c h   a re a :   m a g n e ti c   r e s o n a n c e   a n d   m e d ica l   i n s tr u m e n ta ti o n ,   w i t h i n   t h e   A p p l ie d   P h y s ics   e x p e r ti se   g r o u p .   A ll   h is   e d u c a t io n   wa s   ta k e n   a t   UG M :   B . Sc .   ( 1 9 8 6 ) ,   Dr s.   ( 1 9 8 8 ),   M . S .   ( 1 9 9 2 ),   Dr .   ( 2 0 2 0 ) ;   a n d   sh o r t   c o a rs e   (1 9 9 2 / 1 9 9 3 a t   De p a rtme n o C h e m ic a l   E n g i n e e r i n g   UW CC   Ca r d i ff ,   U . K .   He   h a p r o d u c e d   a   n u m b e r   o f   n a ti o n a l   a n d   in te rn a t i o n a l   p u b li c a t i o n s,   a n d   h a a ls o   p u b li s h e d   d o z e n s   o f   t e x t   b o o k .   C u r re n t   a c ti v it ies lec t u re r ,   r e se a rc h e r,   b o o k   wr it e r ,   a n d   h e a d   o Ba sic   P h y s ics   La b o ra t o ry .   He   c a n   b e   c o n tac te d   a t   e m a il :   b _ m u r d a k a @u g m . a c . id .         Dw S a ty a   Pa lu p         is  a   se n io lec tu re   in   D e p a rtme n o P h y sic s ,   Un iv e rsitas   G a d j a h   M a d a .   I n d o n e sia .   He r   m a ste r’s   d e g re e   wa o b tain e d   fro m   P h y sic s,   In sti tu t   Tek n o l o g Ba n d u n g   i n   1 9 9 9 ,   wh il e   h e r   d o c to ra d e g re e   i n   P h y sic wa o b tain e d   fro m   th e   De p a rtme n t   F isik a ,   Un iv e rsitas   G a d jah   M a d a   in   2 0 1 7 .   Th e   re se a rc h   a re a s   sh e   c o n d u c ted   we re   th e o re ti c a p h y sic a n d   a p p li e d   n u c lea p h y sic in   v a rio u fiel d su c h   a m e d ica p h y sic s,  ra d iati o n   p r o tec ti o n ,   a n d   ra d io iso to p e   p ro d u c ti o n .   Sh e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il d wi_ sp @ u g m . a c . id .         Ta u fik           is  a n   a ss o c iate   re se a r c h e in   Cy c lo tro n   G ro u p   a th e   Re se a rc h   Ce n ter  fo r   Ac c e lera to Tec h n o lo g y ,   Re se a rc h   Org a n iza ti o n   o f   Nu c lea En e rg y ,   Na ti o n a l   Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   A g e n c y ,   In d o n e sia .   He   re c e iv e d   h is  d o c to ra d e g re e   in   Ac c e lera to S c ien c e   fro m   S OK EN DA I,   Ja p a n ,   in   2 0 1 9 .   He   h a b e e n   a   re se a rc h e in   p a rti c le   a c c e lera to tec h n o lo g y   si n c e   2 0 0 5   a n d   h e   h a b e e n   a n   a ss o c iate   re se a rc h e sin c e   2 0 2 3 .   He   h a in v o l v e d   in   t h e   re se a rc h   o n e u tro n   g e n e ra to r,   e lec tro sta ti c   e lec tro n   a c c e lera to r,   c y c lo tro n ,   a n d   e lec tro n   li n a c   d e v e lo p m e n t.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il tau f 0 0 9 @b ri n . g o . i d .     Idrus  Abd u l   K u d u s           is  a   re se a rc h e in   th e   Ac c e lera to Cy c lo tr o n   G ro u p   a t h e   Re se a rc h   Ce n ter  fo r   Ac c e lera to Tec h n o lo g y ,   Na ti o n a Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   Ag e n c y .   He   re c e iv e d   h is   B . En g .   a n d   M . S c .   d e g re e i n   P h y sic En g in e e rin g   a n d   P h y sic fr o m   Un iv e rsitas   G a d jah   M a d a   in   2 0 1 2   a n d   2 0 1 9 .   C u rre n t ly   h e   is  p u rsu in g   a   d o c to ra p ro g ra m   a S u ra n a re e   Un iv e rsity   o Tec h n o l o g y ,   Th a il a n d .   He   h a s b e e n   a   re se a rc h e a n d   e n g in e e i n   p a rti c le ac c e ler a to tec h n o l o g y   sin c e   2 0 1 4 .   His  re se a rc h   in tere st  in   a c c e lera to te c h n o l o g y ,   s u c h   a c h a rg e d   p a rti c les   sim u latio n ,   m a g n e ti c   field   e ffe c o n   RF   d e e   c a v it y   c h a ra c teristics ,   e ffe c o io n   so u rc e   p o siti o n   in   RF   d e e   c a v it y   c h a ra c teristic,  m a g n e ti c   c o m p o n e n ts   d e v e lo p m e n t,   a n d   i o n   so u rc e   c o m p o n e n ts   d e v e lo p m e n t .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il id ru 0 0 2 @b ri n . g o . i d .         Fa ja r   S id i k   Per m a n a           is  a   r e se a rc h e in   th e   C y c lo tr o n   Ac c e lera to G ro u p   a th e   Re se a rc h   Ce n ter  fo r   Ac c e lera to T e c h n o l o g y ,   Na ti o n a l   Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   A g e n c y .   He   e a rn e d   b a c h e lo r' d e g re e   in   En g in e e ri n g   P h y sic fro m   Tel k o m   U n iv e rsit y   in   2 0 1 4   a n d   a   m a ste r' d e g re e   in   En g i n e e rin g   P h y sic fro m   G a d jah   M a d a   Un i v e rsity   i n   2 0 2 2 .   S in c e   2 0 1 5 ,   He   h a v e   b e e n   a c ti v e ly   wo rk i n g   a a   re se a rc h e a n d   e n g in e e in   th e   field   o p a rti c le  a c c e lera to tec h n o l o g y .   His  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   m o d e li n g ,   c o n tr o l,   a n d   i n stru m e n tati o n   o f   a c c e lera to rs,  p a rti c u larly   i n   io n   s o u rc e   c o n tro l,   p a rti c le  b e a m   c o n tro l ,   a n d   ra d i o   fre q u e n c y   c o n tr o l.   H e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il fa ja0 1 8 @ b rin . g o . id .         S u h a r n i           is  a   re se a rc h e in   th e   Ac c e lera to Cy c lo tro n   G ro u p   a th e   Re se a r c h   Ce n ter  fo r   Ac c e lera to Tec h n o lo g y ,   Na ti o n a l   Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   A g e n c y .   He   re c e iv e d   h is  B. S i.   d e g re e fro m   Un i v e rsitas   G a d jah   M a d a   i n   2 0 0 4   a n d   is  c u rre n tl y   c o m p leti n g   a   m a ste r' d e g re e   i n   P h y sic En g i n e e rin g   a n d   P h y sic s.  S h e   h a b e e n   a   re se a rc h e a n d   e n g i n e e in   p a rti c le  a c c e ler a t o tec h n o l o g y   a n d   a p p li c a ti o n   sin c e   2 0 0 6 .   He r   re se a rc h   in tere st  i n   a c c e lera to tec h n o l o g y   a n d   a p p li c a ti o n ,   su c h   a c h a rg e d   trea tme n o h y d ro g e u sin g   e lec tro n   b e a m ,   m a g n e ti c   field   e ffe c o n   RF   d e e   c a v it y   c h a ra c teristics ,   e ffe c o io n   so u r c e   p o siti o n   in   R F   d e e   c a v it y   c h a ra c teristic,  d e sig n   sh iel d in g   fo r   a c c e ler a to d e v e lo p m e n t ,   a n d   tar g e sy ste m   fo a c c e ler a to d e v e lo p m e n t.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il su h a 0 3 5 @b ri n . g o . id .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.