Mikrodalga İyon Kaynağı ile Proton Demeti Üretimi Aktarımları ve Ölçümleri


Adıgüzel A. (Yürütücü), Ünel N. G., Özcan V. E., Çetinkaya H., Özbey A., Aşıcı C., et al.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2019 - 2020

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Şubat 2019
  • Bitiş Tarihi: Mart 2020

Proje Özeti


Atom çekirdeklerinden oluşan bir parçacık demeti üretmeye yarayan elektromanyetik aygıtlara “iyon kaynağı” denir. İyon kaynakları, hidrojenden kurşuna kadar farklı iyonları kullanan tüm hızlandırıcıların ilk kısmını oluşturur. Bu cihaz olmadan CERN’deki LHC gibi bir parçacık hızlandırıcısını çalıştırmak mümkün değildir.

İyon kaynaklarının bilim ve teknoloji alanında hızla gelişen uygulamaları vardır. Uygulamalar, başta hızlandırıcı fiziği olmak üzere atom fiziği, plazma fiziği ve kimyası, nükleer fizik, kütle spektroskopisi, izotop ayrıştırma, kontrollü termonükleer füzyon, radyasyon kimyası, iyon aşılama, mikroanaliz ve mikrofabrikasyon gibi birçok alanda yapılmaktadır. Hızlandırıcı fiziği ve teknolojileri ile malzeme bilimi, sağlık fiziği ve nükleer enerji gibi birçok alanda bilime ve teknolojiye yenilik getirecek çalışmalar yapmak mümkün olmaktadır. Bu alanlara uygulanabilirliğinden dolayı proton kaynakları sıkça tercih edilmektedir. 

Sunulan bu çalışma kapsamında, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Algıç, Hızlandırıcı ve Enstrümantasyon Laboratuvarı’nda (KAHVE-Lab) bulunan prototip Mikrodalga Deşarj İyon Kaynağı’nın geliştirilmesi konusunda işbirliği yapılması ve böylelikle üniversitemizin proton kaynakları konusunda ülkemizdeki önder kurumlardan birisi olmaya devam etmesi hedeflenmiştir.

Bu çalışmalar ile iyon kaynağı, düşük enerjili demet aktarım hattı, solenoidler, yüksek gerilim, vakum konularında üniversitemizde var olan teknik tecrübenin arttırılması planlanmaktadır. Uzun yıllardır aktif rol oynadığımız Türk Hızlandırıcı Merkezi projesinin proton makinesi kısmında üniversitemizin rolünü devam ettirmek, ülkemizde büyük ihtiyaç duyulan hızlandırıcılar konusunda öğrencilerimize çalışma olanağı sunmak ve hızlandırıcıdan alınacak demet zamanı üzerinde yapacağımız deney ve ölçümler için iki yıl boyunca demet kullanma hakkını elde etmek de projenin amaçları arasındadır.

Sonraki aşamada, iyonları radyo frekans dört kutuplusuna iletmek için bir Düşük Enerji Demet Aktarım (DEDA) hattı tasarlanarak benzetimleri yapılacak, bu kapsamda tasarımda belirlenen vakum borusu üretimi gerçekleştirilecektir. Aynı zamanda DEDA kapsamında solenoid mıknatıs tasarımı ve üretimi gerçekleştirilecektir. DEDA hattının amacı, iyon kaynağı çıkışındaki proton demetini en az kayıp ile demet hattı sonuna kadar ilerletmektir.

Projede öncelikli olarak KAHVE-Lab’da var olan 8 keV iyon kaynağının enerjisi 20 keV’e artırılacaktır. Bu amaçla ilk olarak yeni bir iyon kaynağı elektrot yapısı tasarlanacak, benzetimleri yapılacak, daha sonra bu elektrot sistemleri üretilecek ve deneysel ortamda test edilecektir.