Sinkrotron Işınımı Tesislerinde Dünyadaki Durum, TURKAY Tesisi ve Türkiye İçin Önemi ve TURKAY Tesisi Tasarım Çalışmalarının Sonuçları

Benzer belgeler
Işınım Kaynakları Hakkında Temel Bilgiler. Yrd. Doç. Dr. Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi

Işınım Kaynakları İçin Benzetim Programları I: SPECTRA

TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ

X-Işınları TAC-SR. Numan Akdoğan.

Proton Demeti Tanı Yöntemleri (Doğrusal Hızlandırıcılarda) Veli YILDIZ 5 Şubat 2015 HPFBU

MADX-Emittans Hesabı. ZAFER NERGİZ Niğde Üniversitesi

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

TARLA IR-SEL Salındırıcı Magnetler İçin Benzetim Çalışmaları. Simulation Studies for TARLA IR-FEL Undulator Magnets

X-Işınları. Çalışma Soruları. Doç. Dr. Numan Akdoğan Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü. X1 (X-ışınları hakkında genel bilgiler)

Serbest Elektron Lazeri

IV. ULUSAL PARÇACIK HIZLANDIRICILARI ve DEDEKTÖRLERİ YAZOKULU

The Physics of Particle Accelerators - Klaus Wille ( )

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

X. THM YUUP ÇALIġTAYI PROGRAMI 9 11 Aralık A.Ü. Hızlandırıcı Teknolojileri Enstitüsü Ankara Üniversitesi 50. Yıl Kampüsü, Gölbaşı, ANKARA

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Elektron Demet Tanısı. Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi, Fen ve Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü

X-Işınları. Numan Akdoğan. 2. Ders: X-ışınlarının üretilmesi.


Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) T.A.R.L.A. tesisi serbest elektron lazeri demet parametreleri hesapları ve enjektör benzetim çalışmaları

Doç.Dr.Bahar DİRİCAN Gülhane Askeri Tıp Akademisi Radyasyon Onkolojisi AD 10 Nisan ANKARA

DEMET DİAGNOSTİĞİ. İlhan TAPAN Uludağ Üniversitesi

Theory Tajik (Tajikistan)

X-Işınları. Çalışma Soruları

DESY HIZLANDIRICI MERKEZİ

Doğrusal Hızlandırıcılar İle Düşük Enerjilerde Protonların ve İyonların Hızlandırılması. Veli Yıldız Mayıs 2012

3. DOĞRUSAL HIZLANDIRICILAR: TEMEL İLKELER

IV. ULUSAL PARÇACIK HIZLANDIRICILARI ve DEDEKTÖRLERİ YAZOKULU

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Prof. Dr. ŞAKİR ERKOÇ Doç. Dr. MAHMUT BÖYÜKATA

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

6. Osiloskop. Periyodik ve periyodik olmayan elektriksel işaretlerin gözlenmesi ve ölçülmesini sağlayan elektronik bir cihazdır.

Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNATÖRLÜĞÜ'NE

Ulusal Proton Hızlandırıcı Çalıştayı

ÖZET Yüksek Lisans Tezi TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ PROJESİNİN 3,56 GeV ENERJİLİ DEPOLAMA HALKASINDA DEMET YAYINIMI VE ÖRGÜ OPTİMİZASYONU Kahraman ZENGİ

2,45 GHz Mikrodalga Deşarj İyon Kaynağı Tasarımı ve Prototip Üretimi. Hakan ÇETİNKAYA Emel ALĞIN Görkem TÜREMEN Ümit DOĞAN Latife ŞAHİN YALÇIN

Bir antenin birim katı açıdan yaydığı güçtür. U=Işıma şiddeti [W/sr] P or =Işıma yoğunluğu [ W/m 2 ]

SESAME PROJESİ (ORTADOĞU SİNKROTRON IŞINIMI LABORATUARI PROJESİ)

Prof. Dr. Ömer YAVAŞ Ankara Üniversitesi

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ DERS. Prof. Dr. Haluk YÜCEL RADYASYON DEDEKSİYON VERİMİ, ÖLÜ ZAMAN, PULS YIĞILMASI ÖZELLİKLERİ

KHDAK IMRT sinde Tedavi Planlama Sistemlerinin Monte Carlo Yöntemi ile Karşılaştırılması

DAİRESEL HIZLANDIRICILAR

FİBER OPTİK ÜTÜLEME DIODE LAZER!

Hızlandırıcı Fiziğine ine Giriş

RF DÖRT-KUTUPLUSU İÇİN DÜŞÜK ENERJİLİ DEMET TAŞIMA HATTI TASARIMI. İçerik

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

Işıma Şiddeti (Radiation Intensity)

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

Çağının ötesinde işleri yapma gücünü ve kararlılığını kendinde bulan insanları, belki şu an aramızda olmasalar da, herzaman hatırlayalım.

- Tsukuba Science City

RADYOTERAPİ CİHAZLARINDAKİ GELİŞMELER. Hatice Bilge

WR1001JL-TD FTTB NODE

TESCOM UPS TEST TÜM ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET A.Ş

HIZLANDIRICILARA DAYALI IŞINIM KAYNAKLARI

DOĞRUSAL ve DAİRESEL HIZLANDIRICILAR TTP8/CERN

Parmela Proje Soruları Çözümleri. 9 Nisan Esin Çavlan & Ece Aşılar

TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİNİN TEKNİK TASARIMI VE TEST LABORATUARLARI

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

HPFBU. MADX III (Methodical Accelerator Design) Yöntemli Hızlandırıcı Tasarımı Programı

Alüminyum Test Eğitim ve Araştırma Merkezi. Mart 2017

THM-PHT Tesisi Tasarım Çalışmalarının Sonuçları

İstatistiksel Mekanik I

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

THM-YUUP Projesi Genel Çıktıları ve Gelecek Öngörüsü

MODERN ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLERİ VE KULLANİM ALANLARİ

T. M. Aliev, K. Azizi, M. Savcı Vertices of the heavy spin-3/2 sextet baryons with light vector mesons in QCD Eur. Phys. J.

YILDIZ ENERJİ EVİ. Yıldız Enerji Evi

TÜRKİYE CUMHURİYETİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ. YUUP PROJESİ VII. ALTI AYLIK GELİŞİM RAPORU (Ocak-Haziran 2009 Dönemi)

Bölüm 5. Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

I.ULUSAL PARÇACIK HIZLANDIRICILARI VE UYGULAMALARI KONGRESİ EKİM 2001 ANKARA SONUÇ RAPORU

UPHUK Eylül 2013 / Bodrum Belediyesi Nurol Kültür Merkezi OASIS, Bodrum TÜRKİYE

Ankara Üniversitesi Hızlandırıcı Teknolojileri Enstitüsü

ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNATÖRLÜĞÜ'NE

TAC PROTON HIZLANDIRICISININ LINAC ALTERNATİFİ İÇİN DTL SİMÜLASYONU. Abdullatif ÇALIŞKAN, Metin YILMAZ

X IŞINLARININ NİTELİĞİ VE MİKTARI

Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar

Mekanik İp dalgalarının faz hızı. Dinamik. İhtiyacınız Olanlar:

ULUSAL PROTON HIZLANDIRICILARI ÇALIŞTAYI

ED12-REGÜLATÖRLER 2013

FZM443 PARÇACIK HIZLANDIRICILARI. Prof. Dr. Ömer Yavaş

TARLA Tesisi Tasarım ve Kurulum Çalışmaları ve Yol Haritası

YÜKSEK ENERJİLİ X- IŞINLARIYLA YAPILAN TEDAVİLERDE KARBON FİBER MASANIN CİLT VE İZOMERKEZ DOZUNA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Türk Hızlandırıcı Merkezi Önemi, İçeriği ve Yol Haritası

Ankara Üniversitesi Hızlandırıcı ve Lazer Tesisi Turkish Accelerator and Radia3on Laboratory in Ankara (TARLA)

Bugün Evreni oluşturan tüm enerji toplu iğne ucu büyüklüğünden LHC. Zaman, uzay ve madde Büyük Patlama sırasında ortaya çıktı.

C2800FDi DSP güç amplifikatörü 2 x 1400 W, montaj

Sayfa Sayfa İKİ KUTUPLU IEC anma akımı Ith: 20A (AC1) IEC çalışma gücü: 1.3kW (AC3 230V) Evsel uygulamalar için ideal.

Fotovoltaik Teknoloji

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

THM PROTON HIZLANDIRICISI İÇİN WBS YAPISI. Ela GANİOĞLU İstanbul Üniversitesi THM PHT Grubu Adına

Malzeme muayene metodları

ENİNE DEMET DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Abbas Kenan Çiftçi. Ankara Üniversitesi

RADYASYON FİZİĞİ 2. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

HPFBU2012. Hızlandırıcı Fiziği. Demet Tanı Yöntemlerine Giriş. Öznur METE. CERN, Hızlandırıcı Fizikçisi

Transkript:

THM-YUUP Projesi Genel Değerlendirme Çalıştayı 19-20 MART 2015 HTE, ANKARA ÜNİVERSİTESİ Sinkrotron Işınımı Tesislerinde Dünyadaki Durum, TURKAY Tesisi ve Türkiye İçin Önemi ve TURKAY Tesisi Tasarım Çalışmalarının Sonuçları Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi

İçerik Sinkrotron Işınımı Nedir. Sinkrotron Işınımı nasıl üretilir. Dünyadaki SI Tesisleri ve Durumları. Dünyadaki benzerleri ile Tasarımın Karşılaştırılması. Proje Sonunda Tasarıma Dair Yapılanlar Depolama Halkası Tasarımı o Parametreler ve Demet Dinamiği o Magnet Tasarımları o Kovuk Seçenekleri o Işınım Kaynağı Tasarımları ve Özellikleri Enjektör ve Ön Hızlandırıcı Tasarımları Alt Sistemler Bütçe, Personel, Kurulacak yer önerileri.

Sinkrotron Işınım Nedir Bilimsel araştırma yapılacak alanlarda incelenecek materyallerin boyutları ile ilişkili olarak yeni deneysel yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır.

SI ne işe yarar Atom, Molekül veya protein düzeyine inildiğinde farklı yöntemler gereksinimi var Bu tip deneyler için en uygun x-ışını kaynağı SI kaynaklarıdır: Ayarlanabilir dalgaboyu Yüksek parlaklık parametresi. Aynı anda farklı disiplinlerden çok sayıda bilim insanının çalışmalar yaptığı büyük deney aletleridir.

SI nasıl Üretilir Bir SI Kaynağı Temelde Üç Kısımdan Oluşur Elektron Kaynağı ve Enjektör Elektron paketiçikleri elektron kaynağından üretilir. Doğrusal hızlandırıcıda enerjileri 100 MeV e çıkarılır. Öteleyici Halka Elektronların enerjisi ihtiyaç duyulan enerjiye çıkarılır Depolama Halkası Elektronlar burada sabit enerjide tutulur ve SI burada üretilir. SI nın özellikleri halkanın parametrelerine bağlıdır.

SI Kaynakları Tarihçesi Birinci nesil SI kaynakları Yüksek enerjili elektron sinkrotronları yüksek enerji fiziği için kullanılmaya başlandı. Burada oluşan ışınım parazitik olarak görülüyordu. Diğer fizikçiler çöp olarak algılanan bu ışınımla ilgilenmeye başladılar. 1966 da Daresbury de 6 GeV lik Parçacık fiziği deneyleri için yapılmış NINA elektron sinkrotronunda ilk demet hattı.

SI Kaynakları Tarihçesi 2. Nesil SI ışınım kaynakları 70 lerin sonlarında kurulmaya başladılar. Eğici magnet ışınımını kullanıyorlardı. 1980 lerde Brookhaven de demet hatları kurulmadan önce VUV halkası Görüldüğü üzere salındırıcı magnetler için yer yok.

SI Kaynakları Tarihçesi 3. Nesil Işınım kaynakları Bunlarda öncelikli ışınım kaynakları salındırıcı (undulator) magnetlerdir. 90 ların başlarında kullanılmaya başlanmıştır. ESRF, Grenoble DIAMOND, UK

Dünyadaki SI Tesisleri Amerika kıtasında çoğunluğu A.B.D. de olmak üzere 9 Asya kıtasında çoğunluğu Japonya da olmak üzere 15 Avustralya da 1 Avrupa kıtasında 18 adet kurulmuş veya kurulma aşamasında SI Veriler http://www.lightsources.org/regions sitesinden alınmıştır

Bazı SI Kaynağı Parametreleri Işınım Kaynağı Enerji (GeV) Çevre (m) Emittans (nm rad) Akım (ma) M.siz.B.SxUzunluk Durum ESRF 6 844.4 4.0 200 32x6.3 m Çlş. (1993) APS 7 1104 3.0 100 40x6.7 m Çlş. (1996) Spring-8 9 1436 3.4 100 44x7 m, 4x30 m Çlş. (1997) ALS 1.9 196.8 6.3 400 12x6.7 m Çlş. (1993) TLS 1.5 120 25 240 6x6 m Çlş. (1993) ELETTRA 2.4 259 7.0 300 12x6.1 m Çlş. (1994) PLS 2.5 280.56 12.0 200 12x6.8m Çlş. (1995) LNLS 1.37 93.2 100 250 6x3m Çlş. (1997) MAX-II 1.5 90 9.0 280 10x3.2 m Çlş. (1997) BESSY-II 1.7 240 6.1 200 8x4.9 m,8x5.7m Çlş. (1999) Siberia-II 2.5 124 98 200 12x3 m Çlş. (1999) N. Subaru 1.5 118.7 38 500 4x2.6 m, Çlş. (2000) ANKA 2.5 110.4 50 200 4x5.6 m,4x2.2m Çlş. (2002) SLS 2.4 288 5 400 3x11.7m,3x7m, 6x4 m Çlş. (2001) CLS 2.9 170.88 22.7 300 12x5.2m Çlş. (2003) SPEAR-3 3.0 235 18 500 12x3 m,4x4.5m, 2x7.5 m Çlş. (2004) SAGA-LS 1.4 75.6 7.5 300 8x2.5 m Çlş. (2006) SOLEIL 2.75 354.1 3.74 500 4x12m, 12x7m, 8x3.8m Çlş. (2007) Diamond 3.0 561.6 2.7 300 6x11.3m,18x8.3m Çlş. (2007) ASP 3.0 216 10 200 14x5.4m Çlş. (2008) Indus II 2.5 172.5 58.1 300 8x4.5m Çlş. (2008) SSRF 3.5 432 3.9 300 4x12m,16x6.5m Çlş. (2009) ALBA 3.0 268.8 4.3 400 4x8m,12x4.2m, 8x2.6 m Çlş. (2010) PETRAIII 6.0 2304 1 100 20x4 m Çlş. (2010) CANDLE 3.0 216 8.4 350 16x4.8 Planlama MAX IV 1.5/3.0 96/528 5.6/0.24 500 12/20x5m İnşaat PLS-II 3.0 280 5.8 400 12x6.8m,12x3.1m Çlş. (2012) TPS (NSRRC) 3.0 518 1.7 400 18x7m,6x12m Çlş. (2015) NSLS-II 3.0 792 1.5 500 15x6 m, 15x9.3m İnşaat SESAME 3.0 133 26 400 4x5m,8x3.5m, 4x1.9m İnşaat ILSF 3.0 489 0.93 400 14x8m, 4x6m Planlama

Yapım ve Proje Aşaması nda SI tesisleri Yapım aşamasında İsveç te MAX-IV, Brezilya da SIRIUS, Polonya da SOLARIS, ABD de NSLS-II Ürdün de SESAME Proje Aşaması nda Ermenistan da CANDLE, Türkiye de TURKAY İran da ILSF SESAME de Öteleyici halka magnetleri ILSF (Iran Light Source Facility) Kazvin de kurulacağı arazi

Türkiye İçin Önemi SI Tesisi Fizik, Kimya, Biyoloji, Malzeme Mühendisliği gibi çok farklı bilim dalında araştırmalara olanak sağlamaktadır. Sanayinin bir çok ürününde yapılacak gelişmeler burada yapılan çalışmalar ile sağlanmaktadır (Yarıiletken teknolojisi, optoelektronik, ilaç sanayi vs.) Tesis, İşletme aşamasında gerek demet hatlarının kiralanması gerekse sponsor firmalar ile kendisini kısmen finanse edebilmektedir. Örneğin İsviçre de Paul Scherrer Enstitusu nde bulunan SLS de 3 protein kristalografi demet hattından ikisi Novartis, Roche gibi ilaç firmaları tarafından finanse edilmektedir.

Proje sonunda tasarıma dair yapılanlar Enerjinin Belirlenmesi Üçüncü nesil ışınım kaynakları enerjileri bağlamında üçe ayrılır Düşük Enerjili Dezavantajı üretilen x ışını kalitesinin düşük olmasıdır. Yüksek Enerjili Dezavantajı boyutlarının büyük olması sebebi ile çok pahalıdır. Demet hattında kullanılan cihazların aşırı ısınması dolayısı ile zarar görmesi de yüksek enerjili ışınım kaynaklarının bir diğer dezavantajıdır. Orta Enerji (2-4 GeV) Daha düşük bütçede daha geniş spektrum sağlamaktadır TURKAY SI tesisi için 3 GeV lik Enerji seçilmiştir.

Bazı SI kaynaklarının Enerji Çevre Karşılaştırması Son dönem SI kaynağı projeleri

Emittans Emittans demetin dağılmasının bir ölçüsü Depolama Halkasının karakteristiği Parlaklık: 6 boyutlu faz uzayında foton sayısı Emittansın karesi ile ters orantılı olarak parlaklık artar. Depolama halkası Parametrelerinde Hedef 3 GeV elektron demet enerjisi Düşük emittans 1 nm rad ın altı Mümkün olduğunca düşük çevre Bu Çerçevede Depolama halkası tasarımında Ulaşılanlar TURKAY 477 m halka çevresi, 0.51 nm rad emittans TURKAY II 529 m halka çevresi 0.32 nm rad emittans

Emittans çevre ilişkisi

Yapılmakta ve Proje aşamasında SI Kaynakları Işınım Kaynağı Çevre (m) Emittans (nmrad) Magnetsiz Böl. Sayısı x Uzunluk (m) TURKAY 477 0.51 20x5 MAX-IV 528 0.32/0.26 20x5 NSLS-II 792 1.5/0.5 15x6, 15x9.3 ILSF 489 0.93 14x8, 14x6 SIRIUS 518 0.28 4x9, 4x7, 12x5 TURKAY-2 529 0.32 24x5

Parametreler Dört eğici magnetli temel hücre tasarlandı 0.51 nm rad lık emittans değeri sağlanmıştır. 477 m çevresi olan bir depolama halkası tasarlanmıştır. Toplam 80 eğici magnet, 320 adet dört kutuplu magnet ve 460 adet altı kutuplu magnet Eğici Magnet Kuadrupol Magnet Sekstupol Magnet Parametre S.D. Modu Akhr. Modu Enerji (GeV) 3 3 Çevre (m) 477 477 Demet Akımı (ma) 500 ma 500 Bet. Ayarı Q x /Q y 31.19/6.15 36.24/6.18 Doğal Kromatisiti x 0x /x 0y -70/-38-84/-43 Düzeltilmiş Kromatisiti x x /x y 0.0/0.0 0.0/0.0 Enerji kaybı / tur (kev) 375.1 375.1 Y. emittans (nm) 0.51 0.93 D. emittans (nm) 0.0051 0.0093 Maksimum b x (m) 12.7 15.4 Maksimum b y (m) 25.3 28.1 b x Magnetsiz Bölgelerin ortasında (m) 12.7 15.4 b y Magnetsiz Bölgelerin ortasında (m) 7.5 9.8 D x Magnetsiz Bölgelerin ortasında (m) 0.09 0.0 Magnetsiz Bölgelerin sayısı 20 20 Magnetsiz Bölge uzunluğu(m) 5 5 RF Voltajı (MV) 2.5 2.5 RF Frekansı (MHz) 500 500 Harmonik Sayısı 795 795 Max. Number of bunch 795 795 Paketçik Yükü (nc) 1.0 1.0 RMS Paketçik Uzunluğu (mm) 2.5 2.5 RMS Enerji Yayılması (%) 0.058 0.058 Momentum Kabulü (%) 4.0 4.0 Çiftlenim(%) 1 1 Momentum sıkıştırma faktörü 0.00032 00025 Touschek Demet Ömrü(h) 6.0 10.0 Işıma integralleri - - I 1 (m) 0.156842671 0.123663616 I 2 (m -1 ) 0.328902260 0.328902260 I 3 (m -2 ) 0.017216856 0.017216856 I 4 (m -1 ) 0.0 0.0 I 5 (m -1 ) 0.00001288 0.0000248191

Magnetler C tipi eğici Magnet Sarımlardan geçen akım yoğunluğu 1.55 A/mm 2 lik (Toplam akım 4200 A) Manyetik Alan 0.52 T Uzunluk 1.50 m Kutuplar arası boşluk 20 mm Düşük Manyetik Alan ın Avantajları Magnet maliyeti düşer. Rf ve eğici magnetler için gereken güç daha düşüktür Su soğutma daha kolaylaşır Pompalama işi kolaylaşır. Optik aletlerdeki soğutma işi daha az sorunludur. 0.5 0.4 Bz T 0.3 0.2 0.1 0.0 500 0 500 X mm

H Tipi Eğici Magnet 50 mm boşluk için Bir sarımdan geçen toplam akım 13300 A Düzgün manyetik alan bölgesinde magnetin alan değişimi kesirsel olarak db/b<10-4 Çekirdek Sarım

Dört Kutuplu Magnet 23 T/m lik kuadrupolün değerinin sağlanması hedeflenmiştir. İyi manyetik alan bölgesi yaklaşık 2 cm Bu bölgede manyetik alan gradyentinin toleransı 4x10-4

RF Kovuk Seçenekleri Süperiletken (SC) ve normal iletken (NC) olmak üzere, hızlandırıcılarda iki tip rf kovuk kullanılmaktadır. SC Kavitelerin Avantajları Demet emittansı ve karalılığını bozan çoklu paketçik kararsızlıklarına sebep olmaları sebebi ile HOM (High Order Mode) etkileri demete çok büyük zararlar verebilir. SC kavitelerde HOM etkileri hemen hemen sıfırdır. SC kaviteler oldukça verimlidir. SC Kavitelerin Dezavantajları Ancak çok kompleks ve pahalı olan kryogenik (Cryogenic) altyapıya ihtiyaç duyarlar. daha pahalıdır. Demet hattı üzerinde daha büyük bir magnetsiz bölgeye ihtiyaç duyarlar. Buda salındırıcılar için ayrılmış bir veya daha fazla magnetsiz bölgenin rf için kullanılması gereğini doğurur. Animasyon Veli Yıldız HPFBU 2015 okulu sunumundandır

RF Kovuk Tipleri KEKB tipi SRF modülünün planı CESR tipi SRF modülünün planı Demet Enerjisi (GeV) 3 Demet Akımı (ma) 500 RF Frekansı (MHz) 500 Harmonik sayısı 795 Dipollerden Tur Başına Enerji kaybı (kev) 375 ID lerden Tur Başına Enerji kaybı (kev) 320 Tur başına toplam Enerji kaybı (kev) 695 Dipollerden SI ışıma gücü (kw) 188 ID lerden SI ışıma gücü (kw) 160 Toplam SI ışıma gücü (kw) 348 Normal iletken Euro Cavity nin şekli

Yüksek Manyetik Alanlı Eğici Magnet Eğici magnetin toplam uzunluğu 1.5 m Eklenen yüksek manyetik alanlı magnetin uzunluğu 0.20 m. Düşük alan oluşturan sarımların akım yoğunluğu 2.0 A/mm 2, Yüksek manyetik alan oluşturan sarımların akım yoğunluğu 4.5 A/mm 2 Yüksek manyetik alan bölgesinde manyetik alan 1.7 T 1.5 Bz T 1.0 0.5 0.0 500 0 500 X mm

In-Vakum Salındırıcı (IVU 25) Hibrit Tipi, Salındırıcı Periyodu 25 mm Manyetik Materyal NdFeB Kutup Materyali Saf Demir Manyetik materyalin enine ebatları 52x23 mm 2 Kutup materyalinin 40x20 mm 2 dir. NdFeB için kalıcı mıknatıslanma 1.25 T Gap 7 mm, Pik Manyetik alan 0.9 T

APPLE II tipi Eliptik Kutuplanmış Salındırıcı EPU 40 Ayarlanabilir polarizasyona sahip x-ışını kaynağıdır Kalıcı manyetik materyal olarak NdFeB kalıcı mıknatıslanma 1.25 T alınmıştır. Magnet bloklarının boyutu 45x45x10 mm 3 Çembersel polarize durumda tepe manyetik alan değerleri 0.6 T Lineer polarizasyon durumunda tepe manyetik alan değeri 1.0 T Çembersel Polarizasyon Lineer Polarizasyon

Elde Edilecek Işınımın Özellikleri Parametre IVU25 EPU40 Y.A. E. Periyot Uzunluğu (cm) 2.5 4.0 Periyot sayısı 160 100 Magnet D.A. E. Magnet Toplam Uzunluk (m) 4 4 0.2 1.5 Minimum Boşluk (mm) 7 10 - - Lineer Modda Pik Manyetik Alan (T) 0.90 1.0 1.7 0.52 Lineer Modda Maks. K v, 2.1 3.7 - - Çembersel Modda Pik Manyetik alan (T) - 0.6 Çembersel Modda Maks. - 2.35 - - K h =, K v, Kritik Enerji - - 10.1 3.1 Foton Enerji Aralığı (kev) 1.0-12 0.3-9 0.02-60 0.01-20

Lineer Olmayan Etkiler Farklı Momentum sapması durumları için dinamik aralık 1000 tur sonunda a)yatay düzlemde faz elipsi b) düşeyde faz elipsişekli FMA sonuçları

Kapalı yörünge düzeltmesi Bozulmuş yatay kapalı yörünge. 50 Tohum için çizdirilmiştir Magnetlerin hizalama hataları Dx=Dy=30 mm and Df=100 mrad Düzeltilmiş yatay kapalı yörünge. 50 Tohum için çizdirilmiştir 160 yatay ve 160 düşey düzeltici (Korrektör) kullanılmıştır

Elektron Kaynağı ve Enjektör (A. Aksoy)

Ön Hızlandırıcı Halka Parametre Değer Çevre (m) 435.2 Ramping time (s) 0.25 Rf Frequency (MHz) 500 Magnetsiz Bölge Uzunluğu (m) 3.1 Süper periyot 8 Çalışma Noktası Qx/Qy 23.24, 23.19 3 GeV de Tur başına enerji kaybı (kev) 369.7 3 GeV de Sönüm Zamanı t x, t y, t z (ms) 25.48, 25.44, 12.71 Enerji (GeV) 0.1 3 Eğici Magnet Man. Alanı (T) 0.022 0.654 e x (nm rad) 0.028 25.5 Enerji Yayılması (%) 0.0020 0.060

TURKAY-II Emittansı Daha da düşürmek için 24 Hücreden oluşan temel hücre kullanıldığı Durumda 0.32 nm rad emttans değerine ulaşılmıştır. Lineer olmayan etkilerin çalışılması gerkmektedir. Parametre Değer Enerji (GeV) 3 Çevre (m) 529 Emittans (nm rad) 0.32 Akım (ma) 500 Boşlukta disperisyon (m) 0.06 Boşlukta bx/by (m) 9.4/4.4 Frekans (MHz) 500

Alt Sistemler (Elektron demet Teşhisi) Ölçülen Parametre Ölçüm aleti ve Yöntem Yer Adet Enine Profil (Bozucu) Floresan ve OTR ekran, CCD Enjektör Çok kamera Enine Profil ve Emittans 1. Sinkrotron ışıması Depolama halkası 1 monitörü Emittans 1. Çoklu yarık, 1. Enjektör, 2. Kuadrupol tarama, 2. Booster ve depolama Sinkrotron Işıması monitörü halkası Ortalama Demet Akımı (Bozucu) Faraday Cup Enjektör 1 Ortalama Demet Akımı NPCT Booster ve Depolama Halkası Boyuna Profil Streak Kamera Enjektör, Booster ve Depolama Halkası Demetin Pozisyonu BPM Enjektör, Booster ve Depolama Halkası 2 1 Çok Demet Kayıp Monitörü PIN-Diode BLM Hassas Noktalar Çok

Foton Teşhisi (İlhan Tapan, Fatma Koçak) TURKAY GSI demet hattı ve optik masasının yerleşimi TURKAY XSI demet hattı ve optik masasının yerleşimi

Vakum (Emre Kazancı) Vakumu Bozan Faktörler Sistem tasarımı İlgili Standartlar Cihazlar o Mekanik Pompa o Turbomoleküler Pompa o İyon Pompası o Bağıl gaz analizörü o He kaçak dedektörü o Vakum sensörleri o Valfler Altyapı ve Prosedürler

Tesisle İlgili Yer Seçim Kriterleri ve Gerekli Teknik Alt Yapı 250x300 m 2 lik bir alan ihtiyacı vardır. SI tesisi, kullanılan aletler, ihtiyaç duyulan altyapı ve gerekli insan gücü özellikleri gibi birçok açıdan TARLA ile aynı özelliklere sahiptir. Bu çerçevede TARLA ile TURKAY tesislerinin yakın olması, gerek insan gücünün gerekse altyapının etkin kullanımı açısından son derece önemlidir.

İhtiyaç Duyulan Süre ve Kurulum Aşamaları D.D. Raporu Bina proje Bina inşaat İhale Süreçleri Kurulum İşletime Alma 2016 yılında projelendirildiği varsayılırsa tasarım raporunun detaylandırılması için üç yıllık bir süre gereklidir. Tasarım raporunun son dönemi ile bina projelendirilmesinin birlikte ilerlemesi uygun olacaktır. 2024 Yılı ilk demetin elde edilmesi için gerçekçi bir tarih olarak görülebilir 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

İhtiyaç Duyulan Personel (Bilimsel, Teknik, İdari Sorumluluk Sayı Meslek Demet Dinamiği Çalışmaları 4 Fizikçi Elektron demet teşhis Çalışmaları 4 Fizikçi+Elektronik mühendisi Foton teşhis çalışmaları 4 Fizikçi Vakum Çalışmaları 4 Fizikçi+Makina mühendisi RF-Güç Kaynakları-Dalga kılavuzları 5 Fizikçi+Elektronik mühendisi Helyum soğutma santrali 3 Elektronik+Makine Mühendisi Magnet+Girder tasarımı 4 Fizikçi+Makine Mühendisi Teknik çizim 2 Makine teknikeri Salındırıcı tasarımı 4 Fizikçi+Makine mühendisi BPM elektroniği 4 Elektronik mühendisi Hızlandırma elektroniği 2 Elektronik Mühendisi LLRF 2 Elektronik mühendisi Yüksek voltaj vs. 4 Elektrik Mühendisi+teknikeri Radyasyon Güvenlik 2 Fizikçi Kontrol+yazılım 6 Fizikçi+Elektronik Mühendisi+Mekatronik Kurulum 10 Makine+Elektrik Tekniker Demet hatları 10 Fizikçi Toplam 74 +10 İdari personel

Tesisin Yaklaşık Maliyet Analizi Tesis Enerji Çevre (m) Yıl Maliyet Diamond 3 562 2007 260 M Australia Light Source 3 216 2007 206 M$ ALBA 3 269 2010 201 M NSLS II 3 792-912 M$ TURKAY (Tahmini) 3 477 m 263 M

ISAC VI (2014) Yorumları SI tesisinin tasarım çalışmalarında depolama halkası için 1 nm rad ın altında emittans değerine ulaşılmıştır. Bu oldukça iddialı ve tasarımı dünyada yapılan diğer tasarımlarla aynı yere ulaştıran bir değer olmakla beraber, daha dikkatli bir çalışma ile 0.5 nm rad ın altına inilebilir. Tasarım gurubu bu başarılan gelişmeden dolayı takdir edilmelidir. Ancak yapılacak çok iş vardır. Özellikle, enjektörün teknik tasarımı, enjektör ve depolama halkası için magnetler, vakum borusu gibi özellikler çalışmalarda yeterli derecede belirtilmemiştir. Bu detaylar olmadan WBS yapısının oluşturulması ve maliyet tahmini yapmak oldukça zor olacaktır. Kalkınma Bakanlığı ve Ankara Üniversitesinin eldeki tüm mali kaynakların TARLA projesine verilmesi direktifi TURKAY projesine negatif bir etki yapmıştır.

Sonuçlar SI tesisleri teknolojik çalışmalara hizmet eden en önemli deney araçlarından bir tanesidir Dünyada bir çok gelişmiş ve gelişmekte olan ülke bu alt yapıya sahip veya sahip olma aşamasındadır. Türkiye nin bu tesisin yokluğu sebebi ile bu makinaya ihtiyaç duyan araştırmalarda diğer ekonomileri yakalama şansı yoktur. Proje daha doğru ekonomik imkanlar ile bugün desteklenmeye başlansa tesisin kurulması ve kullanıcı potansiyelinin gelişerek ürün alınmaya başlanması 10 yıl kadar bir zaman alacaktır. Proje süresince demet dinamiği çalışmaları ile dünyadaki rakipleri ile kıyaslanabilir bir tasarım yapılmıştır. Kullanılacak magnetler ve Işınım kaynakları için tasarımlar yapılmıştır. Elde edilecek ışınımın özelikleri belirlenmiştir ve tasarlanan halkadan elde edilecek ışınımın özelliklerinin kullanıcı ihtiyaçlarını fazlaca karşılayacağı görülmüştür. Kullanılacak Alt sistemler üzerine çalışmalar yapılmıştır (Demet teşhisi, foton teşhis vakum vs.) ve ihtiyaçlar belirlenmiştir. Elektron kaynağı, enjektör öteleyici halka gibi gereksinimler üzerine tasarım çalışmaları yapılmıştır.

Sonuçlar Demet dinamiği ve Fizik yönü ile bugüne kadar yapılan çalışmalar yeterlidir. İşin mühendislik yönü ile ilgili teknik çizimler, elektronik altyapı, elektrik alt yapısı, bina detayı, kontrol vs. gibi konularda eleman ve kaynak eksikliği sebebi ile çalışma yapılamamıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmaların boşa gitmemesi isteniyor ise demet dinamiği çalışmalarını devam ettirmek üzere 5, mühendislik çalışmalarının yapılabilmesi 15 kişilik fizikçi ve mühendisin (makine ve elektronik) ekibinin oluşturulması ve maddi alt yapının sağlanması gereksinimi vardır.

TEŞEKKÜR THM TURKAY tesisinin tasarımı çalışmalarının her aşamasında destek olan Prof. Dr. Helmut Wiedemann, Prof. Dr. Ercan Alp ve Prof. Dr. Zehra Sayers olmak üzere emeği geçen tüm ISAC üyelerine, demet dinamiği çalışmaları konularında yardımları dolayısıyla Dr. Öznur Mete ve Robert Apsimon a, projeye maddi desteklerinden dolayı Kalkınma Bakanlığı ve personeline teşekkür ederiz. DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER