Parçacık hızlandırıcılarında hızlandırıcı RF dalga üretim, taşınım ve kontrol sistemlerinin tasarımı


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖZLEM KARSLI

Danışman: ÖMER YAVAŞ

Özet:

Bu çalışmada, Türk Hızlandırıcı Merkezi'nin ilk tesisi olarak kurulumu süren kızılötesi serbest elektron lazeri (Elektron Hızlandırıcı ve Lazer Tesisi, Turkish Accelerator and Radiation Laboratory in Ankara, TARLA) tesisinde kullanılacak olan 1.3 ghz süperiletken RF kavitelerin 20 kw RF dalga üreteci ile beslenebilir olup olmadığının araştırılması, 1.3 ghz ve 20 kw yüksek güç RF dalga üretecinin optimizasyonu ile söz konusu dalga üretecinden elde edilen RF dalgaların süperiletken RF kavitelere taşınabilmesi için gerekli olan iletim hattının tasarımı ve simülasyonları yapılmıştır. Çalışmada öncelikle; süperiletken hızlandırıcı kavitelerin 20 kw RF dalga üreteci ile ısınma problemi oluşturmadan kullanılıp kullanılamayacağı konusunda simülasyonlar yapılmış, daha sonra henüz dünyada mevcut olmayan ve ürettirilmesi planlanan 1.3 ghz ve 20 kw katıhal RF güç üretecinin optimizasyonu yapılarak elde edilen parametreler bu alanda üretim yapan endüstriyel firmalarla tartışılarak ürettirilebilirliği değerlendirilmiştir. Ayrıca TARLA yüksek güç RF sistemi için 16 kw RF giriş gücü kullanılarak iletim hattı tasarımı yapılmıştır. THM TARLA tesisinde kullanılacak yüksek güç RF güç üretecinin ve iletim hattının temin edilmesi, kurulması ve test aşamalarında bu tezde ulaşılan parametrelerin ve tasarımların baz alınması planlanmıştır. Abstarcat In this study, it is studied on 1.3 ghz and 20 kw solid state RF power amplifier optimization, whether 1.3 ghz superconducting RF cavities which will be used for IR-FEL facility (Turkish Accelerator and Radiation Laboratory in Ankara, TARLA) whose construction is in progress as a first facility of Turkish Accelerator Center (TAC) would be possible to feed by 20 kw RF power amplifiers or not, the transmission line designs from solid state RF power amplifiers to the superconducting RF cavities and RF wave propagation along these transmission lines. After the simulation studies on the superconducting RF cavities whether they would be operated with 20 kw RF power amplifiers without heat problems or not, the optimization of 20 kw RF solid state power amplifier working at 1.3 ghz which is currently does not exist is studied and all the optimization parameters are defined, calculated and discussed with the companies that have adequate production capability to learn about their reproducibility. Furthermore, a TARLA high power RF system transmission line is designed for 16 kw net RF power input. It is planned that the results of the parameters and design studies in this thesis will be used at the stages of providing, constructing and testing of high power RF amplifier and transmission line for TAC TARLA facility.