在此我們介紹影響實驗品質的因子和實驗資料的收集。
1、 品質影響因子
增 能 環 電 子 束 引 出 的 方 式 ， 以 目 前 的 運 轉 方 式 叫 做 恆 定 電 流 運 轉 （ Top up-mode），其方式為每一分鐘做一次電子束補充的引出動作。是以每一次電子束引 出效率的大小來決定電子束引出品質的好與壞，電子束引出效率的計算是藉由位於隔 板磁鐵後方的電子束流偵測器（Integrated Current Transformer ICT) 所偵測到每一次 電子束引出的電流量大小，去除以增能環每一次電子束引出的電流總量所得到的百分 比而來，百分比越高則表示電子束引出效率越好。電子束流偵測器位置如圖 4-1 所示。
本研究希望品質特性增能環電子束引出效率的百分比，越高越好。
圖 4-1 電子束流偵測器位置示意[23]
在影響整個增能環電子束引出效率的設備，包括緩衝磁鐵-1(Bumper-1)、緩衝磁 鐵-2(Bumper-2)、緩衝磁鐵-3(Bumper-3)還有一個偏踢磁鐵(Kicker)及一個隔板磁鐵 (Septum)，每一個設備磁鐵的電壓(或電流)設定值及觸發時間設定值（Timming），總 共有十個值，這些值形成本研究的品質影響因子。其中磁鐵的電壓或電流設定值大 小，代表每一個磁鐵在電子束引出時所需要的磁場大小，而磁鐵的觸發時間設定值，
代表每一個磁鐵在電子束引出時觸發時間的先後順序，每一個影響品質因子必頇有適 當的組合，才能達到最佳的電子束引出效率。其功能分述如下：
(1) 緩衝磁鐵：是將電子束於引出增能環時，輔助電子束貼近理想設計軌道以利電子 束順利進入傳輸線軌道運行。
(2) 隔板磁鐵：是將電子束於射出增能環時，使電子束貼近理想設計軌道以利電子束 順利進入傳輸線軌道運行。
(3) 偏踢磁鐵：是把電子束經隔板磁鐵作用後，以極快、極短時間將電子束導入傳輸 線軌道中。
品質因子如表 4-1 所示。其中 X1~ X10 代表每一個品質因子的設定值，每一個品 質因子有其適度的設定有效工作範圍如下。
表 4-1 品質因子
代號 品質因子 有效工作範圍
X1 隔板磁鐵 (Septum) 電壓設定值 399.3 V ± 3 V X2 隔板磁鐵 (Septum) 觸發時間 74926
s
± 5 s
X3 偏踢磁鐵 (Kicker) 電壓值設定 18.3 kV ± 5 kV X4 偏踢磁鐵 (Kicker) 觸發時間 11205 ns ± 50 ns X5 緩衝磁鐵 (Bumper-1) 電流設定值 210.8 A ± 30 AX6 緩衝磁鐵 (Bumper-1) 觸發時間 73931
s
± 200 s
X7 緩衝磁鐵 (Bumper-2) 電流設定值 161.9 A ± 20 AX8 緩衝磁鐵 (Bumper-2) 觸發時間 73933
s
± 200 s
X9 緩衝磁鐵 (Bumper-3) 電流設定值 210.8 A ± 20 AX10 緩衝磁鐵 (Bumper-3) 觸發時間 74842
s
± 200 s
2、 實驗資料收集
在實驗資料收集方面，本研究採用反應曲面法的基本理論，並藉由以類神經網 路技術來建構預測模型，為使預測模型建構更精確，採用「隨機設計」的實驗設計，
即十個品質因子均設定一個最大值與最小值，每一個實驗因子都以隨機的方式在其最 大值與最小值內取值，並進行實際實驗，以收集實驗數據。
採用 MATLAB 程式設定各品質因子的有效工作範圍，每一分鐘採用亂數設定，
截取一組不同設定值及反應值，關於截取程式演算法請參閱附錄 E，總共取得 460 筆 數據。
這 460 筆數據的增能環電子束引出效率的平均值=25.98；標準差=17.71；最大 值=63.12；最小值=0.13，每筆資料都有反應值的出現，代表品質因子的設定有效工 作範圍有其適切性。增能環電子束引出效率資料統計如表 4-2 所示，其直方圖如圖 4-2 所示。可見極少設定其增能環電子束引出效率能超過 60%。圖例如增能環電子束引出 效率出現在 0~5％的次數為 76 次，百分比為 16.5。
表 4-2 增能環電子束引出效率統計 組界 頻率 百分比 0~5 76 16.5 5~10 48 10.4 10~15 43 9.3 15~20 30 6.5 20~25 28 6.1 25~30 31 6.7 30~35 43 9.3 35~40 31 6.7 40~45 35 7.6 45~50 44 9.6 50~55 38 8.3 55~60 12 2.6 60~65 1 0.2 65~70 0 0.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0~ 5 5~ 10 10 ~1 5 15 ~2 0 20 ~2 5 25 ~3 0 30 ~3 5 35 ~4 0 40 ~4 5 45 ~5 0 50 ~5 5 55 ~6 0 60 ~6 5 65 ~7 0
增能環電子束引出效率
頻率
圖 4-2 增能環電子束引出效率統計
圗 4-3 到圗 4-14 為每一個品質因子(X1~X10)十等分下的增能環電子束引出效率 平均值(±1 個標準差)示意。由圖可知偏踢磁鐵 (Kicker) 電壓值設定(X3)對增能環電 子束引出效率的影響最明顯，其餘並不明顯，但不能排除各變數間有交互作用存在。
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-3 隔板磁鐵 (Septum) 電壓設定值 X1 十等分下的增能環電子束引出效率平 均值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-4 隔板磁鐵 (Septum) 觸發時間 X2 十等分下的增能環電子束引出效率平均 值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-5 偏踢磁鐵 (Kicker) 電壓值設定 X3 十等分下的增能環電子束引出效率平均 值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-6 偏踢磁鐵 (Kicker) 觸發時間 X4 十等分下的增能環電子束引出效率平均值 (±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-7 緩衝磁鐵 (Bumper-1) 電流設定值 X5 十等分下的增能環電子束引出效率 平均值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-8 緩衝磁鐵 (Bumper-1) 觸發時間 X6 十等分下的增能環電子束引出效率平 均值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-9 緩衝磁鐵 (Bumper-2) 電流設定值 X7 十等分下的增能環電子束引出效率 平均值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-10 緩衝磁鐵 (Bumper-2) 觸發時間 X8 十等分下的增能環電子束引出效率平 均值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-11 緩衝磁鐵 (Bumper-3) 電流設定值 X9 十等分下的增能環電子束引出效率 平均值(±1 個標準差)
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十等分
增能環電子束引出效率
圖 4-12 緩衝磁鐵 (Bumper-3) 觸發時間 X10 十等分下的增能環電子束引出效率 平均值(±1 個標準差)