Diseño y simulación de una cavidad de microondas para acelerar partículas cargadas en campos magnetostáticos no homogéneos

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dc.contributor.advisorOrozco Ospino, Eduardo Alberto
dc.contributor.advisorLopéz Durán, Jesús Eduardo
dc.contributor.advisorBarragán Jiménez, Yerson Fabian
dc.contributor.authorCarreño Vesga, Tomás Adrián
dc.contributor.evaluatorPlata Gómez, Arturo
dc.contributor.evaluatorQuiroga Méndez, Jabid Eduardo
dc.date.accessioned2024-11-12T11:56:23Z
dc.date.available2024-11-12T11:56:23Z
dc.date.created2024-11-06
dc.date.issued2024-11-06
dc.description.abstractLos aceleradores de partículas cargadas se utilizan no solo en física fundamental, sino también en áreas como la industria y la medicina, lo que impulsa su optimización para reducir costos y hacerlos más portátiles. En la Universidad Industrial de Santander, se propuso el mecanismo SARA para acelerar haces de electrones mediante un campo de microondas confinado en una cavidad resonante tipo TE_112 P=(1,2,3...). Un campo magnetostático externo, cuya intensidad aumenta a lo largo de la cavidad, mantiene a los electrones en el régimen de aceleración. Trabajos previos sobre este mecanismo se basan en simulaciones que exploran la interacción campo-partícula, pero se requieren simulaciones más detalladas para los aspectos de diseño del sistema. En este trabajo, se utilizó COMSOL Multiphysics para modelar el sistema físico, incluyendo la excitación del campo de microondas en una cavidad cilíndrica a través de una guía de ondas y los parámetros de las bobinas que generan el campo magnetostático. Finalmente, se simuló la dinámica de los electrones, alcanzando valores de energía adecuados para generar rayos X, y se establecieron parámetros de diseño como base para la implementación experimental del mecanismo.
dc.description.abstractenglishCharged particle accelerators are used not only in fundamental physics but also in areas such as industry and medicine, which drives their optimization to reduce costs and enhance portability. At the Industrial University of Santander, the SARA mechanism was proposed to accelerate electron beams using a microwave field confined in a resonant cavity of the TE_112 type P=(1,2,3...). An external magnetostatic field, whose intensity increases along the cavity, keeps the electrons in the acceleration regime. Previous work on this mechanism relies on simulations that explore field-particle interaction, but more detailed simulations are needed for the system's design aspects. In this study, COMSOL Multiphysics was used to model the physical system, including the excitation of the microwave field in a cylindrical cavity through a waveguide and the parameters of the coils that generate the magnetostatic field. Finally, the electron dynamics were simulated, achieving energy values suitable for generating X-rays, and design parameters were established as a basis for the experimental implementation of the mechanism.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44566
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programFísica
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAcelerador de part´ıculas
dc.subjectResonancia ciclotronica
dc.subjectCavidad Resonante
dc.subject.keywordParticle Accelerator
dc.subject.keywordCyclotron Resonance
dc.subject.keywordResonant Cavity
dc.titleDiseño y simulación de una cavidad de microondas para acelerar partículas cargadas en campos magnetostáticos no homogéneos
dc.title.englishDesign and simulation of a microwave cavity to accelerate charged particles in inhomogeneous magnetostatic fields
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Física