TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ"

Turgay Kayyali
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ Turkish Accelerator and Radiation Laboratory at Ankara (TARLA) Doç. Dr. Suat ÖZKORUCUKLU

2 İÇERİK Serbest Elektron Lazeri Prensibi Türk Hızlandırıcı Merkezi SEL Projesi Alt Sistemler Enjektör Sistemi Ana Hızlandırıcı Modulü Undulatörler Alt Sistemler Simülasyon ve Optimizasyon Sonuçları Beklenen SEL Parametreleri Tartışma ve Sonuç

Hızlandırıcı Modulü Undulatörler Alt Sistemler Simülasyon ve

SEL-GENELEKSEL LAZER FARKI Serbest Elektron Lazeri Light Amplification by Synchronised Electron Retardation Elektronlar serbest- enerji seviyelerinin sürekliliği Sürekli ayarlanabilir lazer enerjisi

3 SEL-GENELEKSEL LAZER FARKI Serbest Elektron Lazeri Light Amplification by Synchronised Electron Retardation Elektronlar serbest- enerji seviyelerinin sürekliliği Sürekli ayarlanabilir lazer enerjisi Elektron demetinde oluşan atık ısı ışık hızı ile atılır. Yüksek lazer gücü Geneleksel Lazer Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Elektronlar bağlı durumda- ayrılmış enerji seviyeleri Limitli ayarlanabilir lazer enerjisi Ortamda oluşan atık ısı ses hızı ile dışa atılır Limitli lazer gücü 3/2

S.E.L. TEMEL PRENSİBİ Göreli hızlara ulaştırılan bir elektron demeti, yörüngesine dik bir sinüssel manyetik alan oluşturan salındırıcıya (undulator) sokulur.

4 S.E.L. TEMEL PRENSİBİ Göreli hızlara ulaştırılan bir elektron demeti, yörüngesine dik bir sinüssel manyetik alan oluşturan salındırıcıya (undulator) sokulur. Elektronlar sinüssel değişen manyetik alanda ivmeli hareket edeceğinden (yön değiştirme) foton yayacaklardır. (sinkronize radyasyon) λu e Krms = Brms 2π m c λ SEL λ = 2γ e u K 2 rms 4/2

sinüssel manyetik alan oluşturan salındırıcıya (undulator) sokulur.

Bu enerji modülasyonu sonucunda, elektonlar radyasyon dalgaboyunda paketlenir.

5 S.E.L TEMEL PRENSİBİ Elektronlar rastgele faz dağılımında FEL etkileşmesi elektronların enerji kazanmasına ve kaybetmesine sebep olur. Bu enerji modülasyonu sonucunda, elektonlar radyasyon dalgaboyunda paketlenir. Paketlenmiş elektronlar yoğunluk modülasyonuna uğrar. Elektronlar radyasyon dalga boyunda paketlenmiş: koherent radyasyon 5/2

6 TURK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ TURKISH ACCELERATOR AND RADIATION LABORATORY AT ANKARA /2

HIZLANDIRICI TEKNOLOJİLERİ ENSTİTÜSÜ 15.04.

01.2010 tarihinde Milli Eğitim Bakanlığı 01.02.

7 HIZLANDIRICI TEKNOLOJİLERİ ENSTİTÜSÜ tarihinde Ankara Üniversitesi Senatosu tarihinde ise YÖK Genel Kurulu tarihinde Milli Eğitim Bakanlığı tarihinde Bakanlar Kurulu tarihli ve tarihli Resmi Gazete de yayınlanmıştır. 7/2

8 8/2

9 T.A.R.L.A. ŞEMATİK GÖSTERİM Amacımız; MeV enerjili elektron demeti ile 2.5 cm ve 9 cm periyotlu salındırıcıları kullanarak μm aralığında SEL elde etmek Sürekli kipteki elektron demetini bir ışıyıcı hedefe çartptırılarak maximum 15 MeV enerji Bremsstrahlung ışınımı elde edilmesi planlanmaktadır 9/2

elde etmek Sürekli kipteki elektron demetini bir ışıyıcı hedefe

10 T.A.R.L.A. KAYNAK ve ENJEKTÖR 10/2

11 11/2

12 T.A.R.L.A. HIZLANDIRICI MODÜLÜ 12/2

13 T.A.R.L.A. SALINDIRICI MAGNET 13/2

14 14/2

15 ELEKTRON DEMETİ PARAMETRELERİ Parametre Değer Enerji (MeV) Ortalama akım (ma) 1.0 (1.) Mikro paket uzunluğu (ps) Mikro paket tekrarlama (MHz) 13, 2 Normalize RMS Dikine Yayılım (mm.mrad) <15 Normalize RMS Boyuna Yayılım (kev.ps) <50 Makro Atma Zamanı (μs) Macro Atma Tekrarlama (Hz) /2

5-8 Mikro paket tekrarlama (MHz) 13, 2 Normalize RMS Dikine Yayılım (mm.

16 SEL'IN ÖZELLIKLERI Yüksek parlaklık Yüksek tepe güç (>GW s). Yüksek ortalma güç > 10kW Geniş dalagaboyu aralığı taraması (Far IR to x-ray) 1/2

17 SEL DALGABOYU ARALĞI λ SEL = λ 2γ u K 2 rms Rezonator içi lineer olmayan etkiler hesaba katılmadığında TARLA tesisi 2.5 μm ile 250 μm aralığında lazer üretmek mümkündür 17/2

18 REZONATÖR-IÇI DOYMUŞ LAZER GÜCÜ 80 pc e-paket yükü, 0. ps e-paket boyu, %10 rezonatör kaybı Oyuk (rezonatör) içersine hapsedilen lazer (%5 rezonatör kaybı, %5 dışa alma) doyuma ulaştıktan sonra beklenen maksimum rezonatör için güç yoğunluğu ~ MW/mm 2 Maksimum atma gücü lazer atmasının boyu ve delik çapı rezonatör içi güç yoğunluğu ile orantılıdır. 18/2

rezonatör kaybı, %5 dışa alma) doyuma ulaştıktan sonra beklenen maksimum rezonatör için

SEL PARLAKLIĞI THM KA-SEL için parlaklık ~10 29-10 30 80 pc e-paket yükü, 0.

19 SEL PARLAKLIĞI THM KA-SEL için parlaklık ~ pc e-paket yükü, 0. ps e-paket boyu, %10 rezonatör kaybı Rezonatör içinde doyumdaki parlaklık ile orantılı olacaktır ancak aynalar üzerinde yoğunluğun en fazla olduğu yerden lazer dışa alındığından dolayı daha fazladır... delik çapını arttırmak ortalama parlaklığı azaltır.. 19/2

orantılı olacaktır ancak aynalar üzerinde yoğunluğun en fazla olduğu yerden lazer

20 BEKLENEN LAZER PARAMETRELERI U25 U90 Dalgaboyu Micropulse repetition [Mhz] ** Max. Peak Power [MW]* ~5 ~2.5 Average Power [W] * Max. Pulse energy [μj]* ~10 ~8 Brightness [ph/(s mm 2 mrad 2 0.1% B.W.)]* ~10^30 ~10^29 Pulse length [ps]* /2

Peak Power [MW]* ~5 ~2.5 Average Power [W] * 0.1-40 0.1-30 Max.

21 ELEKTRIK ALTYAPISI 3MV- 21/2

22 RF GÜÇ ALTYAPISI Bruker, Katıhal Yükselteç 22/2

23 Vectron International 10 Mhz Reference CO-330 Double Oven OCXO 1.3 Ghz Dielectric Resonator Oscillators (DRO) Output 1/1.. 1/32 LLRF SİSTEMİ Touch Screen TCP/IP USB Frequency Counter 4 or 8 Channel ADC CAN BUS IDE SDRAM PXI 23/2 23

24 LLRF SİNYAL DAĞITMI 24/2

25 He SOĞUTMA 25/2

26 VAKUM SİSTEMİ 2/2

27 KONTROL SİSTEMİ 27/2

28 DENEY ODALARI Biri FEL diagnostik odası olmak üzere toplam 8 adet deney odası şekildeki gibi konumlandırılmıştır. İlk etapta 3 deney odası yapılandırılacaktır. 28/2

29 SON DURUM 300 KeV elektron tabancasının imalatı OSTİM de devam etmektedir. (montaj) Bina inşaatı 2010 sonunda tamamlanması amaçlanmaktadır Tabancanın elektronik ve yüksek gerilim sisteminin tamamlanması 2010 sonuna kadar tamamlanması amaçlanmaktadır Enjektör sisteminin paketleyici sistemleri ve LLRF sistemleri tasarımları devam etmektedir, imalat süreci başalatılacaktır. 29/2

30 30/2

SONUÇ TARLA SEL tesisinde elde edilecek lazer Taradığı dalga boyu aralığı ile dünyada en geniş spektruma sahip laboratuarlardan biri olacaktır.

31 SONUÇ TARLA SEL tesisinde elde edilecek lazer Taradığı dalga boyu aralığı ile dünyada en geniş spektruma sahip laboratuarlardan biri olacaktır. Süperiletken hızlandırıcı teknolojisi ile tesiste hem makro-atmalı hem de sürekli lazer üretilebileceğinden IR bölgesinde geniş uygulama potansiyeline sahip bir sistem olacaktır. Ayrıca MeV Bremstrhlung hattı ile çeşitli nükleer deneyler yapılabilecektir. Bölgemize bakıldığında hem Türkiye içi hem-de ülke dışı kullanıcılara hizmet verecektir. 31/2

Benzer belgeler

SDÜ FEN DERGİSİ (E-DERGİ). 2009, 4(2), THM KIZILÖTESİ SEL YÜKSELTEÇ MODUNUN FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI. Hüsnü AKSAKAL, Ünsoy KOCAÖZ

SDÜ FEN DERGİSİ (E-DERGİ). 2009, 4(2), 165-170 THM KIZILÖTESİ SEL YÜKSELTEÇ MODUNUN FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI Hüsnü AKSAKAL*, Ünsoy KOCAÖZ* *Niğde Üniversitesi, Fizik Bölümü, 51100, Niğde, TÜRKİYE e-mail: haksakal@nigde.edu.tr,