Enine demet faz uzayı ölçüm düzeneği tasarımı ve optimizasyonu

Abstract

Parçacık hızlandırıcılarında, yüklü parçacıkların oluşturduğu demet uygulama için yüksek enerjilere çıkarıldığında; demetin enerji yayılımı, akımı ve enine genişliği gibi parametrelerinin arzu edilen değerde tutulması büyük önem taşımaktadır. Serbest Elektron Lazeri (SEL) üretimi gibi birçok uygulama için büyük önem taşıyan, parçacıkların demetin faz uzayında kapladığı alanın büyüklüğü olan, `emittance` parametresi bir hızlandırıcıda önemli parametrelerden biridir. Konum ve momentum bileşenlerinin oluşturduğu enine demet faz uzayının büyüklüğü demetin dağılganlığının bir ölçüsüdür ve bize makinenin performansı ve demetin kalitesi hakkında bilgi verir. Herhangi bir hızlandırıcıda parçacıkların enine demet faz uzayında kapladığı alan demet hattı boyunca sabit kalacak şekilde ölçülmeli ve kontrol altında tutulmalıdır. Literatürde emittance parametresinin ölçümü için farklı metotlar bulunmaktadır. Bu metotlardan en yaygını `slit-mask` (yarık-maskeleme) yöntemidir. Slit-mask ölçüm düzeneği imal edilmeden önce yarıkların genişliği, yarık ile ekran arasındaki mesafe gibi parametrelerin belirlenmesi zaruridir. Aksi takdirde kurulan düzenek ile ölçümün yapılamaması gibi bir risk bulunmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında Turkish Accelerator and Radiation Laboratory (TARLA) tesisinde kullanılmak üzere, slit-mask ölçüm düzeneğinin tasarımında kullanılması amaçlı yazılım geliştirilmiştir.

In particle accelerators, where the beam is formed by the charged particles are reach the desired energy, it is great importance for the application parameters such as energy spread, current and transverse size of the beam are kept at the desired values before application. Particle accelerators are crucial for many applications, such as the production of Free Electron Laser (FEL). The `emittance` parameter, which is the size of the area that the particles occupy in the phase space of the beam, is one of the important parameters in an accelerator. The size of the transverse beam phase space formed by the position and momentum components is a measure of the beam's deviation and gives us information about the machine's performance and the quality of the beam. In any accelerator, the area occupied by the particles in the transverse beam phase space must be measured and controlled to remain constant along the beamline. There are different methods for measuring emittance parameter in the literature. The most common of these methods is the slit-mask method. Before the slit-mask measuring device is fabricated, it is necessary to determine parameters such as the width of the slits, the distance between the slit and the screen. Otherwise, there is a risk that measurement cannot be performed with the installed device. Within the scope of this thesis, the software has been developed to be used in the design of slit-mask measuring device to be used in Turkish Accelerator and Radiation Laboratory (TARLA) facility.