Yüklü parçacıkların hızlandırılması için yüksek değişim ölçülü plazma dalgaları


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2002

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: Burak Yedierler

Danışman: KADRİ SİNAN BİLİKMEN

Özet:

Bu tez çalışmasında plazma esaslı parçacık hızlandırma mekanizmalarından en ümit vaadedeni olan Lazer ile Uyandırılmış Alan- Hızlandıncıları (LWFA) üzerinde durulmuştur. Standard LWFA metodu ile başlayarak, uyandırma alanı ve bu alan içerisindeki elektronların enerji kazanmaları hesaplanmıştır. Rezonant LWFA metodunu esas alan bir lazer ışınının birden fazla dönüşümü ile plazma elektron uyarımı metodu önerilmiş ve bu metod uyarınca plazmadaki uyandırılmış elektrik alan büyüklüğünün artışı ve buna bağlı olarak elektronların enerji kazanımlarındaki artış ortaya konmuştur. Bu metoda ilaveten, sabit, dışarıdan uygulanan bir manyetik alan içerisindeki plazmalarda LWFA mekanizması ele alınmış ve bu mekanizmadaki uyandırma alanı ileelektronların enerji kazançları hesaplanarak manyetik alanın yüklü parçacık hızlandırılmasındaki olumlu etkileri ortaya çıkarılmıştır. Lazer ışınınla aydınlatılmış plazmalardaki manyetik alan yaratımı problemi detaylı bir şekilde ele alınarak, böyle bir manyetik alan yaratımı mekanizması açıklanmıştır. Diğer bütün metodlardan farklı olarak, plazma içerisinde lazer ışını tarafından yaratılmış manyetik alanın varlığı durumundaki LWFA mekanizması önerilmiş ve formüle edilerek açıklanmıştır. Sonuç olarak, zayıf manyetik alan altında ve plazma içerisinde oluşan öz manyetik alan altında LWFA yöntemleri kıyaslanmış ve bu yöntemlerin gelecekteki yüksek enerji hızlandırıcılarının yerini alabilecek plazma hızlandırıcılarının çalışma mekanizmaları olacağı sonucu önerilmiştir.