Radyo frekans dört kutuplusu tasarımı ve demet dinamiği hesapları

Abstract

Küçük kütleli elektronların aksine ağır olan protonları hızlandırmak hiç de kolay değildir. Özellikle düşük betada protonları ve hafif iyonları hızlandırmak üzere 70li yılların sonunda icat edilmiş aletlerin en önemlisi radyo frekansı dört kutuplusu (RFQ) dur. Bu tez çalışmasında bir RFQ’nun tasarımı ve çalışması için gereken formüller incelenmiş ve bilgisayarlı RFQ tasarımı yapılması için DEMIRCI isimli bir yazılım geliştirilmiştir. Ayrıca, demet dinamiği çalışmaları da yapılmıştır. Benzetim çalışmaları TAEK-SANAEM'de yapılmakta olan 1.5 MeV’lik proton hızlandırıcısının parametreleri kullanılarak yapılmıştır. Bunlara ek olarak hesaplama sonuçları RFQ tasarımı ve demet dinamiği yapmaya olanak sağlayan ve bu alanda yaygın olarak kullanılan LIDOS ve TOUTATIS programlarının sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Böylelikle analitik formüllerin sonuçlarının ve demet dinamiğinde elde edilecek sonuçların doğruluğu test edilmiştir. Tez konusuyla ilgili olarak bir makale yayımlanmış uluslararası hakemli bir dergide basılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında yerli bir RFQ tasarım yazılım paketi ülkemize kazandırılmış ve hızlandırıcı fiziğine katkıda bulunulmuştur.AbstractIt is not easy at all to accelerate protons which are heavier, unlike electrons with small mass. The most important of the instruments, which were invented at the end of the 70s for the purpose of accelerating especially low beta protons and light ions, is radio frequency quadrupole. In this thesis the formulae needed to design and run RFQ were analyzed and a software called DEMIRCI was developed to perform computerized RFQ design. Beam dynamics studies were also made. Simulation studies were carried out using the parameters of 1.5 MeV proton accelerator which is being done in TAEK-SANAEM. In addition to these, calculation results are compared with the results of LIDOS and TOUTATIS software packages that allow to design RFQ and make beam dynamics. Thus the accuracy of results of the analytical formulae and the accuracy of the results obtained in the beam dynamics were tested. An article, regarding the thesis topic, was published in a refeered international journal. A native RFQ design software package has been gained within the framework of this thesis and has been contributed to the accelerator physics.