Radyo frekans kudrupol kovuk yapılarda boncuk-çekme ölçüm tekniği ile elektromanyetik alan karakterizasyonu

Abstract

Radyo Frekans Kuadrupol (RFQ), tek bir kovukta parçacık demetinin RF alan altında odaklanabildiği, bohçalanabildiği ve hızlandırabildiği doğrusal hızlandırıcı yapısının bir parçasıdır. RFQ kovuk parametreleri (özellikle RF alan dağılımı), üretim hatalarına ve güç bağlaşımı gibi diğer elemanların neden olduğu alan bozulmalarına karşı çok hassastır. Gerçekte tüm RFQ elemanlarını benzetimlere dahil edebilmek ve hatasız RFQ geometrisini yüksek doğrulukla modellemek mümkün değildir. Genellikle, olabildiğince basitleştirilen RFQ modelleri RF tasarımı için kullanılmaktadır. Ayrıca, tasarım aşamasında mümkün olan üretim tolerans sınırları göz önünde tutulduğu için, toleransı daha da arttırmak mümkün değildir. Sonuç olarak, tüm RFQ kovukları, kusursuz üretim ve bütünleme sağlanmış olsa bile, tasarlanan RF parametrelerini elde edebilmek için sistem çalıştırılmadan önce elektromanyetik alan ayarının yapılması gerekmektedir. Boncuk çekme, yaygın olarak kullanılan bir RF alan ölçüm tekniği olup kovuk parametrelerinin karakterizasyonunda kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında RFQ kovuğun karakterizasyon çalışmaları için boncuk çekme tekniği ayrıntılı olarak irdelenerek, boncuk çekme sistemi tasarlanmıştır. Tasarım faaliyetlerinin bir kısmı TAEK RHTDB'nin A1.H4.P1.03 numaralı `1-5 MeV RF Kovuklu Proton Hızlandırıcı Sistemi Geliştirilmesi` isimli projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir.

The Radio Frequency Quadrupole (RFQ) is part of a linear accelerator structure in which a single cavity can focus, bunch and accelerate the beam under the RF field. RFQ cavity parameters (especially RF field distribution) are very sensitive to manufacturing errors and field distortion caused by other elements such as power coupling. In reality, it is not possible to incorporate all RFQ elements into simulations and to model perfect RFQ geometry with high accuracy. In general, RFQ models that are simplified as much as possible are used for RF design. Furthermore, it is not possible to increase the tolerance further, as the possible production tolerance limits are considered at the design stage. As a result, all RFQ cavities have to be tuned in terms of the electromagnetic field before the system is started in order to obtain the designed RF parameters, even if perfect production and integration is achieved. Bead-Pull is a widely used RF field measurement technique used for characterization of cavity parameters. In this thesis, the bead-pull technique for the characterization studies of the RFQ cavity was examined in detail and the bead-pull system is designed. Some parts of the design activities were carried out within the scope of TAEK RHTDB's project with the number of A1.H4.P1.03 `Development of 1-5 MeV Proton Accelerator System`.