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http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/130
Title: | Beam Dynamics In Fourth Generation Linacs: Sirius And Clear Fist Data |
Authors: | Yepes Ramírez, Harold Cocha Toapaxi, Carlos Eduardo |
Keywords: | Linear Accelerator Normalized Emittance Beam Energy Beam Energy Spread Twiss Parameters Monte Carlo Error Propagation Dynamic Range BTV System Basler System CLEAR SIRIUS Acelerador lineal Emitancia normalizada Energía del haz Dispersión de la energía del haz Parámetros Twiss Propagación de errores Monte Carlo Rango dinámico Sistema BTV Sistema Basler |
Issue Date: | Jul-2020 |
Publisher: | Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay |
Abstract: | En esta tesis, se estudia la dinámica del haz, es decir, la emitancia normalizada, la energía y la dispersión de energía a la salida de LINAC de SIRIUS. El interés es principalmente evaluar si los parámetros del haz cumplen los requisitos necesarios para su inyección adecuada en el Booster. En el modo Single-Bunch, se obtuvo una energía de 147.8 ± 0.2 MeV con un porcentaje de dispersión de energía de 0.18 ± 0.01 %, emitancia normalizada de 53.855 ± 0.007 mm.mrad para el plano horizontal y 51.07 ± 0.02 mm.mrad para el plano vertical. En el modo Multi- Bunch, energía de 147.6 ± 0.2 MeV con porcentaje de dispersión de energía 0.41 ± 0.02 %, emitancia normalizada de 50.747 ± 0.005 mm.mrad en el plano horizontal y 61.567 ± 0.007 mm.mrad en el plano vertical. Estos datos se ingresaron en una simulación para determinar la fuerza del cuadrupolo en los imanes de la línea de transporte. Experimentalmente, esta configuración de imán crea un transporte estable de haz de electrones hacia el Booster. Por otro lado, se probó el nuevo sistema digital Basler instalado en CLEAR y para medir su eficiencia, se evaluaron la emitancia del haz y los parámetros Twiss comparando los resultados del sistema digital Basler con los resultados del sistema BTV tradicional. El nuevo sistema proporciona mejores resultados con respecto a la calidad y la resolución de las imágenes obtenidas. También muestra un error estándar más pequeño del tamaño medio del haz, lo que condujo a un error menor en el cálculo de la emitancia y los parámetros de Twiss. Además, se utilizó Monte Carlo para propagar los errores. En general, los resultados de Basler se parecen mucho a los del sistema BTV, especialmente en rangos de corriente cuadrupolo cercanos y equidistantes al punto mínimo de la parábola obtenida después de la exploración cuadrupolo. En el plano horizontal, los valores del tamaño del haz para los rangos de corriente lejos del punto mínimo tienden a crear parábolas ligeramente diferentes en ambas cámaras que conducen a resultados diferentes. En el plano vertical, este problema no fue observado. El principal culpable parece ser una mala alineación en la instalación física del sistema Basler. En el plano horizontal, una emitancia normalizada de 16.96 ± 0.01 mm.mrad y 13.843 ± 0.004 mm.mrad en el plano vertical se obtuvieron para la cámara BTV. Por otro lado, una emitancia normalizada de 16.94 ± 0.01 mm.mrad en el plano horizontal y 13.94 ± 0.01 mm.mrad se obtuvieron en el plano vertical para el sistema Basler. Todos estos cálculos se realizaron con una energía del haz de 200 MeV. |
Description: | In this thesis, the beam dynamics, namely the normalized emittance, energy and energy spread at LINAC exit of SIRIUS are studied. The interest is mainly assessed if the beam parameters meet the necessary requirement for its proper injection into the Booster. In the Single-Bunch mode, an energy of 147.8 ± 0.2 MeV was obtained with energy spread percentage of 0.18 ± 0.01 %, normalized emittance of 53.855 ± 0.007 mm.mrad for the horizontal plane and 51.07 ± 0.02 mm.mrad for the vertical plane. In the Multi-Bunch mode, energy of 147.6 ± 0.2 MeV with energy spread percentage 0.41 ± 0.02 %, normalized emittance 50.747 ± 0.005 mm.mrad in the horizontal plane and 61.567 ± 0.007 mm.mrad in the vertical plane were obtained. These data were input in a simulation to determine the quadrupole strength in the transport line magnets. Experimentally, this magnet configuration creates a stable electron beam transport towards the Booster. On the other hand, the new Basler digital system installed at CLEAR was tested and to measure its efficiency, beam emittance and Twiss parameters were assessed by comparing the results of the Basler digital system with the results of the traditional BTV system. The new digital system provides better results regarding the quality and resolution of the images obtained. It also shows a smaller standard error of the mean beam size, which led to a lower error in the emittance and Twiss parameters calculation. In addition, Monte Carlo was used to propagate the errors. In general, the Basler results closely resemble those of BTV system, especially in quadrupole current ranges near and equidistant to the minimum point of the parabola obtained after the quadrupole scan. In the horizontal plane, beam size values for current ranges far from the minimum point tend to create slightly different parabolas in both cameras leading to different results. In the vertical plane, this issue was not observed. The main culprit seems to be a bad alignment in the physical installation of the Basler system. In the horizontal plane, a normalized emittance of 16.96 ± 0.01 mm.mrad and 13.843 ± 0.004 mm.mrad and in the vertical plane were obtained for the BTV camera. On the other hand, a normalized emittance of 16.94 ± 0.01 mm.mrad in the horizontal plane and 13.94 ± 0.01 mm.mrad in the vertical plane for the Basler system were obtained. All these calculation were done with a beam energy of 200 MeV. |
URI: | http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/130 |
Appears in Collections: | Física |
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