O Laboratório do Acelerador Linear (LAL) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo está construindo um acelerador de elétrons do tipo Mícrotron. O acelerador possui dois estágios de aceleração: o Mícrotron booster e o Mícrotron Principal. Atualmente, o sistema injetor do acelerador, que é um acelerador linear, dispõe de um feixe de elétrons de 1,9 MeV. Este feixe será inserido no primeiro estágio de aceleração, o Mícrotron booster, que já está construído e será testado em breve. Sua função é elevar a energia do feixe para 5 MeV. O objetivo deste trabalho é o de otimizar os parâmetros de operação do Mícrotron booster por meio de simulação. Também tivemos como objetivo estudar a viabilidade da adaptação do projeto original, com feixe de entrada de 1,765 MeV, para um feixe de entrada de 1,9 MeV. Tendo como foco principal encontrar a admitância do acelerador, foram desenvolvidas algumas rotinas de simulação. A admitância do Mícrotron booster para um feixe de 1,765 MeV foi calculada em 3,08 pi mm.mrad, 0,58 pi mm.mrad e 0,38 pi keV.rad para os espaços de fase horizontal, vertical e longitudinal, respectivamente. Para o feixe de 1,9 MeV, uma condição de aceleração foi encontrada e os valores de admitância foram 3,65 pi mm.mrad, 0,62 pi mm.mrad e 0,77 pi keV.rad para os mesmos espaços de fase. Dados de caracterizações do feixe, realizados em trabalhos anteriores foram utilizados para determinar a configuração das lentes quadrupolares responsáveis pela inserção do feixe no acelerador. Tais simulações darão suporte ao início de operação do Mícrotron booster, auxiliando na determinação dos parâmetros iniciais de operação e otimização dos parâmetros finais. / The Laboratório do Acelerador Linear is building a racetrack microtron electron accelerator. It has two acceleration stages: the booster and the main microtron. The injection system has already been commissioned and is delivering a 1.9-MeV continuous wave beam. This beam will be injected in the booster stage, which is ready to be commissioned, and should increase the energy to 5 MeV. The aim of this work is to optimize the operation parameters of the booster stage by means of simulation tools. We also studied the feasibility of injecting the 1.9 MeV beam in the booster, which has been designed to operate with a 1.765 MeV beam. Some simulation routines had to be developed in order to determine the admittance of the booster stage. For the 1.765 MeV beam the admittances were determined to be 3.08 pi mm.mrad, 0.58 pi mm.mrad, and 0.38 pi keV.rad for the transverse horizontal, transverse vertical, and longitudinal phase spaces, respectively. For the 1.9 MeV injection beam we were able to find a viable acceleration condition, with slightly better admittances: 3.65 pi mm.mrad, 0.62 pi mm.mrad, and 0.77 pi keV.rad, for the same phase spaces cited above. The injection beam has been characterized previously, and the available data were used, in the simulation codes, to match the transverse beam emittances of the injector to the transverse beam admittances of the booster. The phase space manipulations were accomplished by tuning a quadrupole triplet placed before the booster entrance. These simulations are intended as a supporting tool for the commissioning of the booster stage, helping the experimental determination of the working parameters and their optimization.

O Laboratório do Acelerador Linear (LAL) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo está construindo um acelerador de elétrons do tipo Mícrotron. O acelerador possui dois estágios de aceleração: o Mícrotron booster e o Mícrotron Principal. Atualmente, o sistema injetor do acelerador, que é um acelerador linear, dispõe de um feixe de elétrons de 1,9 MeV. Este feixe será inserido no primeiro estágio de aceleração, o Mícrotron booster, que já está construído e será testado em breve. Sua função é elevar a energia do feixe para 5 MeV. O objetivo deste trabalho é o de otimizar os parâmetros de operação do Mícrotron booster por meio de simulação. Também tivemos como objetivo estudar a viabilidade da adaptação do projeto original, com feixe de entrada de 1,765 MeV, para um feixe de entrada de 1,9 MeV. Tendo como foco principal encontrar a admitância do acelerador, foram desenvolvidas algumas rotinas de simulação. A admitância do Mícrotron booster para um feixe de 1,765 MeV foi calculada em 3,08 pi mm.mrad, 0,58 pi mm.mrad e 0,38 pi keV.rad para os espaços de fase horizontal, vertical e longitudinal, respectivamente. Para o feixe de 1,9 MeV, uma condição de aceleração foi encontrada e os valores de admitância foram 3,65 pi mm.mrad, 0,62 pi mm.mrad e 0,77 pi keV.rad para os mesmos espaços de fase. Dados de caracterizações do feixe, realizados em trabalhos anteriores foram utilizados para determinar a configuração das lentes quadrupolares responsáveis pela inserção do feixe no acelerador. Tais simulações darão suporte ao início de operação do Mícrotron booster, auxiliando na determinação dos parâmetros iniciais de operação e otimização dos parâmetros finais. / The Laboratório do Acelerador Linear is building a racetrack microtron electron accelerator. It has two acceleration stages: the booster and the main microtron. The injection system has already been commissioned and is delivering a 1.9-MeV continuous wave beam. This beam will be injected in the booster stage, which is ready to be commissioned, and should increase the energy to 5 MeV. The aim of this work is to optimize the operation parameters of the booster stage by means of simulation tools. We also studied the feasibility of injecting the 1.9 MeV beam in the booster, which has been designed to operate with a 1.765 MeV beam. Some simulation routines had to be developed in order to determine the admittance of the booster stage. For the 1.765 MeV beam the admittances were determined to be 3.08 pi mm.mrad, 0.58 pi mm.mrad, and 0.38 pi keV.rad for the transverse horizontal, transverse vertical, and longitudinal phase spaces, respectively. For the 1.9 MeV injection beam we were able to find a viable acceleration condition, with slightly better admittances: 3.65 pi mm.mrad, 0.62 pi mm.mrad, and 0.77 pi keV.rad, for the same phase spaces cited above. The injection beam has been characterized previously, and the available data were used, in the simulation codes, to match the transverse beam emittances of the injector to the transverse beam admittances of the booster. The phase space manipulations were accomplished by tuning a quadrupole triplet placed before the booster entrance. These simulations are intended as a supporting tool for the commissioning of the booster stage, helping the experimental determination of the working parameters and their optimization.

O presente trabalho teve como objetivo: projetar, construir e testar os imas principais do acelerador race-track microtron booster do ifusp, que tem como funcao defletir e focalizar o feixe de eletrons, permitindo a sua recirculacao. Esses imas desempenham papel fundamental quanto a qualidade do feixe obtido que, por sua vez, constitui um fator primordial para experiencias em fisica nuclear. O trabalho desenvolve a teoria do funcionamento do acelerador e os calculos analiticos que fundamentam a geometria dos imas. A ausencia da uniformidade do campo magnetico e a presenca de campos de borda inadequados comprometem o sincronismo. Utilizou-se bobinas corretoras confeccionadas na forma de circuitos impressos, que limitaram a falta de uniformidade a valores relativos de campo magnetico da ordem de \'10 POT.-5\'. Os imas possuem pecas polares auxiliares (clamps) que criam campos de borda reversos ao campo principal. Os clamps foram projetados por meio de simulacoes realizadas com os programas poisson e ptrace, de forma a se obter uma distribuicao para o campo magnetico que propicie aceleracao para uma distancia conveniente entre os imas / The present work had the purpose of designing, building and testing the bending magnets of the IFUSP race-track microtron booster that deflect and focus the electron beam and allow its recirculation. These magnets play a fundamental role in terms of the beam quality, which is important in Nuclear Physics research. This work develops the theory conceming the functioning of the accelerator and the analytical calculations that establish the geometry ofthe magnets. The lack of magnetic field uniformity and the presence of inadequate fringing fields damage the synchronism. The magnetic fields were corrected using coils made of etched printed circuit boards. This method provides uniformity of a few parts in 10 \'10 POT.-5\' . The magnets have auxiliary poles (clamps) that produce reverse fringing fields. The clamps were designed using Poisson and Ptrace programs in order to get a magnetic field distribution that allows acceleration for a convenient distance between the magnets. The beam trajectories determined by Ptrace program were confirmed with agreement of 0,1% using the floating wire technique.

O presente trabalho teve como objetivo: projetar, construir e testar os imas principais do acelerador race-track microtron booster do ifusp, que tem como funcao defletir e focalizar o feixe de eletrons, permitindo a sua recirculacao. Esses imas desempenham papel fundamental quanto a qualidade do feixe obtido que, por sua vez, constitui um fator primordial para experiencias em fisica nuclear. O trabalho desenvolve a teoria do funcionamento do acelerador e os calculos analiticos que fundamentam a geometria dos imas. A ausencia da uniformidade do campo magnetico e a presenca de campos de borda inadequados comprometem o sincronismo. Utilizou-se bobinas corretoras confeccionadas na forma de circuitos impressos, que limitaram a falta de uniformidade a valores relativos de campo magnetico da ordem de \'10 POT.-5\'. Os imas possuem pecas polares auxiliares (clamps) que criam campos de borda reversos ao campo principal. Os clamps foram projetados por meio de simulacoes realizadas com os programas poisson e ptrace, de forma a se obter uma distribuicao para o campo magnetico que propicie aceleracao para uma distancia conveniente entre os imas / The present work had the purpose of designing, building and testing the bending magnets of the IFUSP race-track microtron booster that deflect and focus the electron beam and allow its recirculation. These magnets play a fundamental role in terms of the beam quality, which is important in Nuclear Physics research. This work develops the theory conceming the functioning of the accelerator and the analytical calculations that establish the geometry ofthe magnets. The lack of magnetic field uniformity and the presence of inadequate fringing fields damage the synchronism. The magnetic fields were corrected using coils made of etched printed circuit boards. This method provides uniformity of a few parts in 10 \'10 POT.-5\' . The magnets have auxiliary poles (clamps) that produce reverse fringing fields. The clamps were designed using Poisson and Ptrace programs in order to get a magnetic field distribution that allows acceleration for a convenient distance between the magnets. The beam trajectories determined by Ptrace program were confirmed with agreement of 0,1% using the floating wire technique.