Parçacık hızlandırıcılarında hızlandırıcı RF dalga üretim, taşınım ve kontrol sistemlerinin tasarımı
Design of producing, transportation and control systems of accelerant RF waves in particle accelerators
Yazar: ÖZLEM KARSLI
Danışman: PROF. DR. ÖMER YAVAŞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

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 olmadığınınaraştırılması, 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 ileısınma 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 edilenparametreler 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.Anahtar Kelimeler: Türk Hızlandırıcı Merkezi, TARLA, IR-SEL, RF güç, katıhal yükselteci, dalga kılavuzu, lazer iletim hattı.

Abstract:
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 IRFEL facility (Turkish Accelerator and Radiation Laboratory in Ankara, TARLA) whose construction is in progress as a first facility of Turkish Accelerator Center (TAC) wouldbe 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.Key Words: Turkish Accelerator Center, TARLA, IR-FEL, RF power, solid stateamplifier, waveguide, laser transmission line.