Simulations and measurements of X-band accelerating structures for the CLIC project

Abstract

The Compact Linear Collider (CLIC) Project is 50 km long e−, e+ linear collider planned to be built in three stages with 3 TeV center-of-mass energy at its last stage. The CLIC accelerator includes around 140000 accelerating structures. The cost optimisation process is ongoing before the production stage. In order to obtain the CLIC design requirements, the accelerating structures are machined out of OFE copper and ultra precision turning and milling with single diamond tool. The required precision on the order of the micron makes the final product relatively expensive. The assembly of these copper parts is done by electron beam welding of two halves or diffusion bonding of disc stacks. In this thesis we investigate the potential geometrical correlation between the imperfection of the accelerating structure discs inner radii and their individual frequency deviations before and after bonding. Following the results of this work, the tolerance study of the machining and bonding effects will be understood and manufacturing process will be optimised for cost saving.

Sıkışık Doğrusal Çarpıştırıcı (CLIC) Projesi son aşamasında 3 TeV çarpışma enerjisine ulaşması planlanan 3 aşamalı 50 km uzunluğunda doğrusal bir e−, e+ çarpıştırıcısıdır. CLIC hızlandırıcısı son aşamasında 140000 civarında hızlandırıcı yapısı içermektedir. Üretim aşamasına geçilmeden önce maliyet iyileştirme çalışmaları devam etmektedir. CLIC Projesi tasarım parametrelerini elde etmek için, hızlandırıcı yapıları oksijen içermeyen (OFE) bakırdan tekli elmas uç kullanılarak ultra hassas makine işleme teknikleri ile üretilmektedir. Gerekli olan mikrometre düzeydeki hassasiyet, bu yapıları son üretim aşamasında çok pahalı hale getirmektedir. Bu hızlandırıcı yapıların bakır parçaların montajı iki yarım şeklinde elektron kaynağı ya da disk olarak üretilip difüzyon bağlama ile yapılmaktadır. Bu tezde hızlandırıcı disk yapılarının iç yarıçaplarındaki bozulmalar ile aynı disklerin frekans sapmaları arasındaki olası korelasyon difüzyon bağlama işleminin öncesi ve sonrası için araştırıldı. Bu çalışmanın sonuçları, makine işleme hassasiyeti ve difüzyon bağlama işleminin etkisinin anlaşılıp üretim maliyetinin iyileştirilmesi için kullanılacaktır.