Μελέτη προσομοίωσης ακτινοβολίας δέσμης ηλεκτρονίων στον επιταχυντή FREE ELECTRON LASER-FEL της Συνεργασίας CompactLight

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η ακτινοβολία στα διάφορα τμήματα του επιταχυντή FEL του ερευνητικού προγράμματος CompactLight μέσω προσομοιώσεων Monte Carlo με το πρόγραμμα FLUKA. Αρχικά, γίνεται μια εισαγωγή στις διατάξεις επιταχυντών και στα λέιζερ ελευθέρων ηλεκτρονίων. Ακολουθεί σύντομη περιγραφή του προγράμματος CompactLight και εν συνεχεία, η υπό μελέτη διάταξη αναλύεται στα τρία βασικά της τμήματα τα οποία περιγράφονται ξεχωριστά. Έπειτα ορίζονται κάποιες βασικές έννοιες, σχετικές με την διάδοση και την αλληλεπίδραση μιας δέσμης σωματιδίων, ενώ εισάγονται βασικές ποσότητες δοσιμετρίας, εκ των οποίων ,στην παρούσα εργασία θα χρησιμοποιηθεί η ισοδύναμη δόση ακτινοβολίας για διαφόρων τύπων σωματίδια. Εν συνεχεία, περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά του προγράμματος FLUKA και του περιβάλλοντος γραφικών Flair καθώς και οι δυνατότητες του οποίου θα χρησιμοποιηθούν στα πλαίσια της εργασίας. Κατόπιν, με σκοπό την επαλήθευση ορθής λειτουργίας του προγράμματος, εκτελέστηκαν προσομοιώσεις όμοιες με αυτές που διεξήχθησαν από το Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Ερευνάς της Πολωνίας, πάνω σε έναν καινούργιο φορητό επιταχυντή ηλεκτρονίων και πραγματοποιήθηκε ποιοτική σύγκριση των αποτελεσμάτων, καθώς και περεταίρω διερεύνηση .Τέλος, έγινε μελέτη της ισοδύναμης δόσης ακτινοβολίας στα τρία τμήματα του επιταχυντή FEL και έγιναν συγκρίσεις για διαφορετικές ενέργειες δέσμης καθώς και για απορροφητές ηλεκτρονίων από διαφορετικά υλικά.