Design and construction of 1 MeV cyclotron

Abstract

Bu tezde, Türkiye'de ilk kez 1 MeV enerji düzeyinde klasik bir siklotronun tasarım ve yapım aşamaları anlatılmıştır. Siklotronun ana bileşenlerinden olan demir gövde, elektromıknatıslar ve vakum odası tamamlanmıştır. Elektrik yalıtımlı elektromıknatıslar, bakır profil borular kullanılarak Özyeğin Üniversitesi Parçacık Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda üretilmiştir. Elektromıknatıslara doğru akım uygulanarak neredeyse homojen bir manyetik alan elde edilmiştir. Simülasyondan elde edilen manyetik kutuplar arasındaki manyetik alan değerleriyle ölçülen manyetik alan değerleri birbiriyle uyumludur. Ayrıca 4. mertebe Runge Kutta yöntemiyle elde edilen iyon yörünge simülasyonunda betatron osilasyonları gözlemlenmiştir. Soğutma sistemi için hesaplanmış olan akış parametrelerinin ölçümü ve özel üretim RF yükseltgecinin tamamlanıp sisteme dahil edilmesi yakın gelecek planlarındandır.

This thesis studies the design and construction of Turkey's first 1 MeV cyclotron. The iron yoke, electromagnets and vacuum chamber, which are its main components, have been constructed. Electrically insulated electromagnets have been assembled using copper profile pipes at the Özyeğin University Particle Accelerator Laboratory. Applying a direct current to magnet coils, an almost uniform magnetic field has been achieved between the poles. Magnetic field values obtained from the simulations are compatible with measured magnetic values. Furthermore, betatron oscillations have been observed in the ion path simulation computed with the 4th order Runge Kutta method. Near future goals are the connection of a custom-designed RF power amplifier and the measurement of flow parameters which have already been calculated for the cooling system.