Anàlisi i disseny del sistema magnètic d'un microtró compacte d'electrons

Abstract

En el present projecte s'estudia el sistema magnètic dels microtrons de pista o race- track microtrons prenent com a model l'accelerador de 12 MeV que actualment es construeix a l'Institut de Tècniques Energètiques (INTE) de la Universitat Politècnica de Catalunya(UPC) per formar part d'un equip de radioteràpia. A la primera part del treball s'estudia de forma general el moviment del feix en un sistema magnètic dipolar i es presenta un model per representar el camp magnètic dels imants que no incorpora el camp de vora i un altre que l'aproxima de forma lineal. Mitjançant aquests models es descriu analíticament la trajectòria de les partícules en un dipol estret i en un imant corbador de 180° i es calcula la potència de focalització dels imants. A continuació es dissenya un sistema magnètic format per dos dipols de polaritat oposada de tal manera que el conjunt corregeixi els efectes desfocalitzadors del camp de vora i eviti que el feix xoqui contra l'estructura d'acceleració a la primera volta. En el marc del formalisme matricial s'estudia l'estabilitat del moviment del feix i el comportament d'aquest al introduir un imant quadrupolar per corregir les desviacions en el pla horitzontal. En aquest treball es proposa i s'estudia una nova configuració del sistema magnètic on l'imant corbador i el dipol estret tenen la mateixa polaritat i es comparen els resultats obtinguts amb la configuració anterior. Tambbé s'analitzen els efectes dels termes no lineals de la potència de focalització en el càlcul de la dinàmica del feix. Finalment s'estudien les pèrdues de corrent i la radiació de fuita produïda per la interacció de les partícules perdudes amb els elements interns de l'accelerador.