emittance control in high power linacs

چکیده این پایان نامه به بررسی اثر سیم پیچ مغناطیسی و کاوه یِ خوشه گر با بسامد رادیویی بر هاله و بیرونگراییِ باریکه هایِ پیوسته و خوشه ایِ ذرات باردار در شتابدهنده های خطیِ یونی، پروتونی با جریان بالا می پردازد و راه حل هایی برای بهینه نگهداشتن این کمیتها ارایه می دهد. بیرونگرایی یکی از کمیتهای اساسی باریکه هایِ ذرات باردار در شتابدهنده ها است که تاثیر قابل توجهی بر قیمت، هزینه و کاراییِ هر شتابدهنده دارد. در حیطه یِ آزمایشهای فیزیک، بیرونگرایی نقش بسزایی در تعداد برخوردها در واحد زمان و نیز برهمکنش های پس زمینه دارد. در ادامه اثر خطایِ عرضی در کارگذاری چارقطبی-هایِ کانونی کننده یِ شتابدهنده و خطوط انتقال باریکه بر بیرونگرایی بررسی خواهد شد. ثابت می شود که در کاوه هایِ خوشه گر با بسامد رادیویی، افزایش بیرونگرایی به توان چهارم اندازه یِ باریکه وابسته است. نشان داده می شود که ویژگیهای باریکه در فضای فاز افقی به ویژگیهای باریکه در فضای فاز عمودی بستگی ندارد و همچنین افزایش بیرونگرایی برای باریکه های واگرا بیشتر است؛ این پدیده ناشی از میانگین بزرگتر شعاع باریکه است. در مورد سیم پیچهای مغناطیسی، که بیشتر در بخشهایِ کم انرژی به کار میروند، ثابت می شود که افزایش برونگرایی متناسب با واگراییِ باریکه در ورودیِ سیم پیچ فزونی می یابد. نشان داده می شود که خطایِ عرضی در کارگذاریِ چارقطبی هایِ کانونی کننده ،در تقریب نخست، منجر به افزایشی متناسب با توان دوم اندازه یِ خطا در بیرونگراییِ باریکه بوده و با افزایش اندازه یِ باریکه به صورت خطی افزایش می یابد.