CERN

Technika Akceleratorowa Seria Wydawnicza Recenzowanych Monografii: CERN – Politechnika Warszawska prof. dr hab. inż. Ryszard Romaniuk Politechnika Warszawska, Instytut Systemów Elektronicznych, WEiTI

Europejskie projekty badawczo-infrastrukturalne w dziedzinie techniki akceleratorowej W roku 2008 rozpoczęto publikację naukowej Serii Wydawniczej pt. Technika Akceleratorowa, we współpracy CERN i Politechniką Warszawską. Idea serii powstała w wyniku realizacji europejskiego projektu badawczo – inwestycyjnego CARE (2004–2008). Formalnie została zatwierdzona przez następny projekt EuCARD (2008–2013). Ze względu na znaczne zainteresowanie europejskiego środowiska naukowego, publikacja serii została przedłużona w ramach projektu EuCARD-2 (2013–2017). Do chwili obecnej opublikowano łącznie 18 tomów, kilka następnych jest w przygotowaniu redakcyjnym. W serii publikowane są prace habilitacyjne, monografie profesorskie, wyróżniające się prace doktorskie oraz dokładnie opracowane raporty techniczne kolaboracji akceleratorowych dotyczące budowy infrastruktur badawczych, a także autorskie monografie specjalistów z omawianej dziedziny, bądź związanych z wymienionymi projektami Europejskimi. W czasie realizacji europejskiego projektu badawczego i infrastrukturalnego FP6 CARE 2004–2008 (Coordinated Accelerator Research in Europe) dotyczącego koordynacji rozwoju wielkich urządzeń badawczych techniki akceleratorowej w Europie postanowiono rozpocząć wydawanie, związanej z tym projektem, naukowej serii wydawniczej recenzowanych monografii z tej dziedziny. Była to zupełnie nowa i dość odważna koncepcja połączenia rodzaju wydawnictwa stricte naukowego, w pełni recenzowanego, z przejściowym projektem trwającym „jedynie” cztery lub pięć lat. Do tej pory nigdy czegoś takiego nie robiono. Pomysł okazał się znacznym sukcesem. Seria wydawnicza, już dość znana i ceniona w świecie akceleratorowym jako (CERNWUT) Editorial Series on Accelerator Science and Technology, jest kontynuowana ze znacznym powodzeniem już w kolejnym trzecim projekcie europejskim EuCARD2 i posiada gwarancje logistyczne, w chwili obecnej, do roku 2017, kiedy to minie 10 lat od początku jej wydawania. W czasie realizacji projektów akceleratorowych EuCARD (European Coordination of Accelerator R&D – 2008–2013) oraz TIARA (Test Infrastructure of Accelerator Research Area in Europe) wydano 18 tomów tej serii. Ambitne plany na najbliższe lata obejmują publikację, miejmy nadzieję, dalszych kilkudziesięciu tomów. Publikowana od roku 2008, nowa seria wydawnicza monografii naukowych, technicznych i dydaktycznych pt. Technika Akceleratorowa jest poświęcona wszystkim aspektom badania, projektowania, budowy, testów, wdrażania i eksploatacji bardzo złożonych elementów, podzespołów i urządzeń akceleratorów cząstek naładowanych, detektorów i źródeł cząstek, źródeł promieniowania synchrotronowego, aparatury dla eksperymentów fizyki wielkich energii. Krótki, nieco symboliczny, tytuł serii wydawniczej „Technika Akceleratorowa” obejmuje coraz większą, obecnie będącą w fazie bardzo szybkiego rozwoju, dziedzinę badań naukowych

Elektronika 7/2013

i aplikacji technicznych. Monografie publikowane w tej serii, o objętości 100–200 stron, dotyczą, przedstawianych dogłębnie i wyczerpująco ale maksymalnie skrótowo, na ogół bardzo wąskich obszarów tej dziedziny. Seria jest publikowana w języku angielskim. Autorami są wybitni, międzynarodowi specjaliści. Monografie są przeznaczone dla doktorantów oraz młodych pracowników nauki specjalizujących się w tej nowej dziedzinie nauki i techniki, dla realizatorów projektów badawczych z omawianej dziedziny oraz dla zainteresowanych specjalistów. Są one rodzajem ułatwiającego wprowadzenia dla dalszych własnych, szerszych i bardziej zaawansowanych studiów przedmiotu. Urządzenia akceleratorowe, ich komponenty, konstrukcja, warunki i sposoby eksploatacji są unikalne pod każdym względem: czasowym – ponieważ od projektu do eksploatacji upływa nierzadko dekada; angażowanych zasobów – projekt i budowa akceleratorów wymaga ciągłego, aktywnego uczestnictwa setek, a przy wielkich projektach – tysięcy, wysoko wykwalifikowanych ekspertów; ponoszonych kosztów – wydatki na duży akcelerator przekraczają zwykle miliard euro, mały kosztuje rzadko poniżej 100 milionów; technologicznym – stosowane są do budowy wyłącznie najnowsze rozwiązania badawcze metod oraz techniczne elementów i urządzeń. Międzynarodowa społeczność specjalistów techniki akceleratorowej grupuje w sposób unikalny wiedzę w dziedzinach fizyki, chemii, nauk technicznych jak inżynierii materiałowej, elektroniki, fotoniki, mechatroniki, nano-technologii i metrologii. To co jest najbardziej istotne dla nas – fizyków i inżynierów pracujących jako badacze, konstruktorzy i nauczyciele na uczelniach, w resortowych jednostkach badawczo-rozwojowych, instytutach międzynarodowych, przemyśle wysokich technologii, a także uczących się jeszcze jako magistranci i doktoranci – to nowe pomysły i rozwiązania, pojawiające się nowe aplikacje, a także wielkie odkrycia, zdarzające się tak rzadko. Niektórzy z nas uczestniczą aktywnie w tych wspaniałych wysiłkach, o zasięgu globalnym, prowadzących do wielkich odkryć. Zauważamy wówczas jak szybko nowe idee są implementowane do przemysłu. Można wymienić kilka przykładów: akceleratory medyczne chroniące nasze zdrowie, nowe media komunikacyjne zwiększające wymiar przestrzeni społecznej, nowe systemy telemetryczne chroniące i zwiększające naszą wiedzę o środowisku naturalnym, bardziej efektywne źródła energii oszczędzające ograniczone zasoby naturalne, odpowiednie systemy obronne zapewniające nam bezpieczeństwo przeciwko terroryzmowi.

Wielka infrastruktura badawcza, wielkie eksperymenty i duże laboratoria Przykładami takich wielkich projektów, które mogą zostać sportretowane w serii wydawniczej „Technologia Akceleratorowa”, są: lasery na swobodnych elektronach, lasery wielkich energii i intensywności, akceleratory laserowe – inaczej odwrotne lasery na swobodnych elektronach, akceleratory kompaktowe, akceleratory plazmowe, wielkie interferometry grawitacyjne, wielki zderzacz hadronowy, kompaktowy solenoid mionowy, detektory Atlas i Alice, międzynarodowy zderzacz liniowy, akceleratory ciężkich jonów, tokamaki JET i ITER, matryce radioteleskopów i teleskopów, akceleratorowe źródła neutronów, eksperymenty satelitarne,

77

astrofizyka cząstek, obserwatoria astronomiczne, teleskopy kosmiczne, eksperymenty neutrinowe itp. Wszystkie z wymienionych eksperymentów są miejscami narodzin nowych, bardziej efektywnych technologii, z których czerpie korzyści całe społeczeństwo. Z niektórych projektów powstały akronimy powszechnie używane przez środowisko naukowe, np.: FEL, XFEL, E-XFEL, FLASH, TESLA, LHC, CMS, ILC, CLIC, FAIR, ITER, ALMA, VLT, SNS, WMAP, LFA, CODALEMA, PAO, VLBI, KECK, LIGO, ALBA, IFMIF i wiele innych. Wielkie eksperymenty fizyki i techniki o charakterze globalnym, takie gdzie wysiłek dosłownie całej społeczności jest kumulowany tylko w jednym miejscu, są zazwyczaj związane z dużymi instytucjami badawczymi i przemysłowymi o charakterze międzynarodowym jak: CERN w Genewie, DESY w Hamburgu, INFN w Rzymie, Mediolanie i Padwie, PSI w Willingen, CNRS/CEA/ IN2P3 we Francji, Thomas Jefferson National Accelerator Facility – TJNAF w Newport News USA, ORNL w Oak Ridge, National Fermi Laboratory FNAL w Chicago, BNL w Upton w USA, KEK w Tsukuba, Rutherford Appleton Laboratory – RAL w Oxfordshire itp. Dodatkowo, niektóre uniwersytety, szczególnie w USA, posiadają wielkie kompleksy akceleratorowe, jak np. Cornell (LEPP, CESR), Stanford (SLAC) itp. Autorzy monografii publikowanych w niniejszej serii wydawniczej wywodzą się głównie z wymienionych powyżej dużych instytucji badawczych.

• •

•

•

Udział krajowy w wielkich eksperymentach badawczych W Polsce istnieje kilka laboratoriów prowadzących prace w technice akceleratorowej i dziedzinach pokrewnych jak techniki plazmy, laserów wysoko energetycznych, fuzji, kriotechniki itp. Zespół z Politechniki Wrocławskiej specjalizuje się w technice helu ultra-ciekłego. Politechnika Warszawska specjalizuje się w odradzającej się w kraju energetyce jądrowej, systemach fotonicznych i elektronicznych dla akceleratorów i detektorów, budowie detektorów cząsteczkowych; Zespół z Politechniki Łódzkiej specjalizuje się w elektronice dla techniki akceleratorowej. Podobny zespół, o znacznych tradycjach w tym zakresie, istnieje w AGH. Instytuty jądrowe: Narodowe Centrum Badań Jądrowych (poprzednio Instytut Problemów Jądrowych A. Sołtana oraz Instytut Energii Atomowej) w Świerku, Instytut Fizyki Jądrowej PAN H. Niewodniczańskiego w Krakowie, Instytut Fizyki PAN, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Instytut Technik Radiacyjnych w Łodzi, Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii oraz Instytut Chemii i Techniki Jądrowej uczestniczą w badaniach nad różnymi aspektami technik akceleratorowych, radiacyjnych i detektorowych, także w zakresie fizyki dużych energii, fuzji termojądrowej, techniki plazmy, dużych infrastruktur laserowych. W kraju planuje się kilka dużych projektów akceleratorowych jak: POLFEL w Świerku – polski laser na swobodnych elektronach, Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego w Krakowie, Centrum Terapii Hadronowej w Krakowie. Planowana jest inicjatywa budowy w kraju podstawowej wersji infrastruktury IFMIF – przeznaczonej do badania materiałów w warunkach intensywnego promieniowania neutronowego o energiach kinetycznych 14 MeV. Taka infrastruktura stanowi część projektu ITER i DEMO budowy w ciągu kilkudziesięciu lat w Europie pierwszej testowej elektrowni termojądrowej.

Tematyka serii wydawniczej nt. Techniki Akceleratorowej Poszczególne tematy naukowe i techniczne, stanowiące przedmiot prac wymienionych programów, są przedmiotem zainteresowania niniejszej serii wydawniczej. Poniżej wymieniono niektóre z zagadnień będących przedmiotem publikacji. • W dziedzinie optyki i fotoniki – systemy optyczne wysokiej jakości, wielkie systemy optyczne, optyka adaptacyjna, pomiary i sterowanie wiązki laserowej dużej energii i dużej intensywności, utraszybka terabitowa optyczna transmisja danych, rozprowadzanie ultrastabilnego sygnału odniesienia w syste-

78

•

• •

• • • •

• •

mach akceleratorowych, rozproszone systemy telemetryczne, monitoring pozycji i jakości wiązki elektronowej, nowe systemy akceleratorowe plazmowe i laserowe, lasery petawatowe, laserowa generacja plazmy i promieniowania jonizującego, lasery na swobodnych elektronach. W dziedzinie telekomunikacji i sieci komputerowych – sieci kontrolno-pomiarowe wykorzystujące precyzyjny protokół czasu PTP, standard White Rabbit. W dziedzinie techniki mikrofalowej – multi-megawatowe źródła promieniowania mikrofalowego, stabilne nadprzewodzące rezonansowe wnęki niobowe o wysokiej jakości dla akceleratorów zimnych typu SCRF TESLA (1,3 GHz) i ciepłych typu CLIC (3 GHz, poprzednio 30 GHz), wnęki nadprzewodzące bardzo wysokiego gradientu pola, mody wysokiego rzędu we wnękach akceleratorowych, akceleratory impulsowe i o fali ciągłej lub quasi-ciągłej. W dziedzinie technologii plazmy – nowe plazmowe metody akceleracji cząstek, zastosowania technologii plazmowych, miniaturyzacja akceleratorów, mikro-fuzja, eksperymenty fuzyjne, wyposażenie instrumentalne dla tokamaków. W dziedzinie elektroniki – bardziej efektywne rozwiązania topologiczne systemów elektronicznych związane ze zmniejszeniem poboru mocy, większą mocą przetwarzania sygnałów, mniejszą zajmowaną przestrzenią, właściwością inteligentnej rekonfiguracji, poszukiwanie kontrolera optymalnego dla sekcji akceleratora, symulatory akceleratorów, mapowanie systemów złożonych w dużych dynamicznych i szybkich bazach danych. W dziedzinie oprogramowania – systemy wbudowane, firmware i software, oprogramowanie sprzętu, procesorów: FPGA i DSP i GPU, algorytmy funkcjonalne dla detektorów, systemów pomiarowych, algorytmy trygerowania danych. W dziedzinie mechatroniki – zastosowanie systemów typu MEMS i MOEMS, systemy funkcjonalne w skali mikro i nano, systemy czujnikowe, integracja mechaniczno – elektroniczna. W dziedzinie inżynierii materiałowej – nowe materiały dla krytycznych podzespołów w systemie, materiały nadprzewodzące, niskostratne materiały optyczne i mikrofalowe, materiały nieliniowe, technologie cienkich warstw, metody nakładania plazmowego. W dziedzinie techniki jądrowej – wysokotemperaturowe reaktory jądrowe, aspekty efektywności i bezpieczeństwa energetyki jądrowej, przyszłościowe źródła energii. W dziedzinie astronomii, astrofizyki i technik kosmicznych – astrofizyka cząstek, wyposażenie instrumentalne dla eksperymentów astronomicznych i kosmicznych. W dziedzinie metrologii i technik pomiarowych – sieci pomiarowe, algorytmy pomiarowe, metody pomiarowe, oprogramowanie i sprzęt dla technik pomiarowych, sieci metrologiczne. W dziedzinie nauk i technik systemowych – projektowanie i analiza dużych systemów funkcjonalnych, zagadnienia infrastrukturalne, parametry globalne systemów – niezawodność, bezpieczeństwo maszyny i obsługi, koszty, testowanie, uruchamianie, utrzymanie, eksploatacja, starzenie, czas życia, modernizacje. W medycynie i biologii i przemyśle – zastosowania technik akceleratorowych, zastosowania promieniowania synchrotronowego, laserowego i technologii jądrowych. W dziedzinie nowych eksperymentów badawczych – elementy składowe eksperymentów, analizy fizyczne, detektory, magnesy, kriotechnika, akceleratory, teleskopy, radioteleskopy, hurtownie danych badawczych, tokamaki, lasery, źródła cząstek, dynamika wiązek, eksperymenty HEP, eksperymenty jądrowe, akceleratorowe, laserowe, astrofizyczne itp.

Zasady publikowania prac w serii wydawniczej Technika Akceleratorowa Seria Wydawnicza „Technika Akceleratorowa” jest współfinansowana przez ramowe projekty europejskie z dziedziny techniki

Elektronika 7/2013

akceleratorowej. Tomy są wydawane na koszt redakcji. Od autorów jest wymagane dostarczenie pliku PDF monografii o jakości drukarskiej – szczególnie dotyczy to ilustracji. Redakcja nie finansuje przygotowania materiałów autorskich a jedynie druk tomów w ilości kontraktowej. Monografie są w pełni recenzowane, przez dwóch niezależnych recenzentów. Recenzje nie są płatne. Autor otrzymuje kilka egzemplarzy monografii za darmo. Istnieje możliwość zakupu większego nakładu, ale konieczne jest zgłoszenie takiego zapotrzebowania przed drukiem tomu. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej oferuje niewielką ilość każdego tomu przez swoją księgarnię na terenie uczelni lub poprzez Internet. Tomy są drukowane w standaryzowanej formie w formacie A5. Plik autorski jest przygotowywany w edytorze w formacie A4 z marginesami 2,5 cm z każdej strony, z pojedynczą interlinią, czcionką TNR 12p. Monografia powinna zawierać się w granicach od 50 do 300 stron. Typowo są to prace o objętości 120-200 stron. Stron kolorowych nie powinno być w monografii więcej niż 40 ze względu na koszty. Podsumowując: zasady wydawania prac autorskich w serii Technika Akceleratorowa są niezwykle proste. Autor nadsyła do redakcji plik gotowy do druku, przygotowany według prostych przepisów podanych powyżej. Redakcja poddaje monografię recenzji. Autor jest zobowiązany do poprawy pracy zgodnie z uwagami recenzentów, lub stosownego odniesienia się do uwag recenzentów. Praca po poprawieniu jest niezwłocznie drukowana. Przy sprawnej współpracy z recenzentami proces nie trwa dłużej niż 3 miesiące. Okładka monografii jest standaryzowana i zawiera logo PW, CERN, projektu badawczego – obecnie jest to EuCARD2, oraz ilustrację tytułową dostarczoną przez autora i korespondującą z treścią publikowanej pracy. Na stronie redakcyjnej umieszczane są nazwiska recenzentów monografii, oraz redaktorów serii wydawniczej.

Monografie opublikowane w latach 2008–2013 i perspektywy wydawnicze W latach 2008–2013, czyli w czasie realizacji projektów CARE i EuCARD wydrukowano 18 tomów serii wydawniczej. Są one omówione krótko indywidualnie poniżej. Są wśród nich prace habilitacyjne, monografie profesorskie, prace doktorskie, a także wąsko-tematyczne raporty badawcze. Redakcja serii prowadzi liczne rozmowy z potencjalnymi autorami następnych tomów. Wstępnie uzgodniona tematyka możliwych następnych prac jest następująca:  Modernizacja kompleksu akceleratorowego CEBAF w laboratorium Jeffersona,  Wybrane aspekty zastosowania techniki akceleratorowej w systemach bezpieczeństwa,  Zastosowanie kryształów w technice akceleratorowej,  Elektronika detektorowa, elektronika akceleratorowa,  Kolimatory i materiały w technice akceleratorowej,  Kontrola pola elektromagnetycznego w akceleratorach liniowych,  Rozwój Kompaktowego Akcelerator Liniowego,  Lasery na swobodnych elektronach,  Wiązki cząsteczkowe ekstremalne,  Fuzja inercyjna,  Fuzja termojądrowa,  Detekcja pola grawitacyjnego,  Globalne eksperymenty neutrinowe,  Jitter fazowy i szum w systemach LLRF akceleratorów,  Nadprzewodzące działa RF o małej emitancji,  Polegalne systemy bezpiecznych parametrów wielkiej infrastruktury badawczej,  Nowa generacja systemu synchronizacji akceleratora LHC,  Diagnostyka plazmy w tokamakach JET i ITER,  Badania prowadzone przez eksperyment i system teleskopowy Pi-of-the-Sky,  Rozwój akceleratora LHC i jego detektorów,  Systemy akceleratorowe FAIR i jego eksperymenty: CBM, PANDA,

Elektronika 7/2013

 Magnesy o wielkim natężeniu pola,  Dynamika wiązki w akceleratorze przyszłości VHE-LHC (100 TeV),  Badania materiałów w polach wiązek neutronowych o wysokich energiach kinetycznych,  Europejska Strategia dla Fizyki Cząstek.

Podsumowanie, dystrybucja i dostępność tomów monografii Dalsza kontynuacja takiej serii związanej z Europejskimi programami badawczymi zależy od jej przydatności dla środowiska, oceny jakości wydawanych tomów przez to wymagające środowisko itp. Tomy monograficzne są dostępne w Cernowskiej bazie danych publikacji CDS. Są rozsyłane do uczestników projektów badawczych. Niewielką ilość można zakupić poprzez witrynę internetową Oficyny Wydawniczej PW. Odpowiednie adresy internetowe zamieszczono poniżej: Editorial Series on Accelerator Science and Technology Link Internetowy – Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej: http://www.wydawnictwopw.pl/index.php?s=wyniki&rodz=7&id=20 Link Internetowy – CERN: http://eucard.web.cern.ch/EuCARD/activities/communication/ booklets/ Projekty EuCARD: http://cern.ch/eucard; Projekt TIARA: http://www.eu-tiara.eu/ Projekt EuCARD2: http://cern.ch/eucard2 Tomy są wydawane z logo CERN w środowisku międzynarodowym i cieszą się znacznym zainteresowaniem. Są szeroko dostępne poprzez międzynarodowe systemy dystrybucyjne, oraz bazę danych publikacji CERN. Monografie są rozsyłane do czołowych laboratoriów świata z zakresu fizyki cząsteczkowej, jądrowej i astrofizyki, takich jak CERN, DESY, Jlab, SLAC, KEK i inne. Redakcja czyni starania o uzyskanie dla tej serii wydawniczej stosownych współczynników impastu i cytowalności w bazach danych WoK oraz Scopus. Redakcja zachęca uprzejmie potencjalnych autorów do rozważenia publikacji wyników swojej pracy w omawianej tutaj serii wydawniczej. Redaktorzy serii, dr Jean-Pierre Koutchouk – CERN, dr Maurizio Vretenar – CERN oraz prof. Ryszard S. Romaniuk – PW, serdecznie dziękują autorom dotychczas opublikowanych prac za dostarczenie znakomitych materiałów do druku, takich które uczyniły z tej serii ważny element rozwoju europejskiego obszaru badawczego techniki akceleratorowej. Jednocześnie zapraszają następnych autorów w celu utrzymania tego wysokiego poziomu i znaczenia serii w środowisku naukowym i technicznym europejskiej i światowej techniki akceleratorowej.

Literatura [1] R.S. Romaniuk, Europejski laser rentgenowski, Elektronika, vol. 54, no. 4, str. 149–154 (2013). [2] R.S. Romaniuk, Międzynarodowy zderzacz liniowy, Elektronika, vol. 54, no. 3, str. 119–122 (2013). [3] R.S. Romaniuk, EuCARD-2, Elektronika, vol. 54, no. 3, str. 114–119 (2013). [4] R.S. Romaniuk, Kompaktowy solenoid mionowy – perspektywa dekady, Elektronika, vol. 54, no. 3, str. 104–107 (2013). [5] R.S. Romaniuk, Lasery rentgenowskie LCLC i LCLS II – SLAC, Elektronika, vol. 54, no. 4, str. 66–69 (2013). [6] R.S. Romaniuk, Akceleratory dla społeczeństwa TIARA 2012, Elektronika, vol. 54, no. 3, str. 108–112 (2013). [7] R.S. Romaniuk, Accelerator science and technology in Europe, International Journal of Electronics and Telecommunications, vol. 58, no.4, pp. 327–334 (2012). [8] R.S. Romaniuk, Photon physics an plasma research – Photonics Applications and web engineering Wilga May 2012, Proceedings of SPIE, vol. 8454, art no. 845405. [9] R.S.Romaniuk, Accelerator science and technology in Europe: EuCARD 2012, Proceedings SPIE, vol. 8454, art no. 84540O (2012). [11] R.S. Romaniuk, Fizyka fotonu i badania plazmy, Wilga 2012, Elektronika, vol. 53, no. 9 str. 170–176 (2012)

79

[12] R.S. Romaniuk, Technika akceleratorowa i eksperymenty fizyki wysokich energii, Wilga 2012, Elektronika, vol. 53, no. 9, str. 162–169 (2013). [13] R.S. Romaniuk, Rozwój techniki akceleratorowej w Europie – EuCARD 2012, Elektronika, vol. 53, no. 9, str. 147–153 (2012). [14] R.S. Romaniuk, Accelerator infrastructure in Europe – EuCARD 2011, International Journal of Electronics and Telecommunications, vol. 57, no.3, pp. 413–419 (2012). [15] R.S. Romaniuk, Infrastruktura akceleratorowa w Europie: EuCARD 2011, Elektronika, vol. 52, no. 12, str. 117–120 (2011). [16] R.S. Romaniuk, EuCARD 2010 accelerator technology in Europe, International Journal of Electronics and Telecommunications, vol. 56, no.4, pp. 485–488 (2010). [17] R.S. Romaniuk, EuCARD 2010 – Technika akceleratorowa w Europie, Elektronika, vol. 51, no. 8, str. 178–179 (2010). [18] R.S. Romaniuk, Instytut Systemów Elektronicznych w projektach CARE i EuCARD: Badania i zastosowania akceleratorów w Europie, Elektronika, vol. 50, no. 8, str. 157–162 (2009). [19] R.S. Romaniuk, Fuzja – perspektywa 2050, Elektronika, vol. 54, nr 6, str. 73–78. [20] R.S. Romaniuk, K.T. Poźniak, T. Czarski, Udział Politechniki Warszawskiej w programie CARE, Elektronika nr 2–3, 2005, str. 75. [21] R. Romaniuk, POLFEL – A free electron laser in Poland, Photonics Letters of Poland, 1 (3), pp. 103–105 (2009). [22] P. Strzałkowski, W. Koprek, K.T. Poźniak, R.S. Romaniuk, Uniwersalny moduł sterowania LLRF do akceleratora liniowego FLASH, Elektronika, vol. 48, nr.7, str. 31–36, 2007. [23] A. Zagozdzinska, R.S. Romanuk, K.T. Pozniak, P. Zalewski, TRIDAQ systems in HEP experiments at LHC accelerator, Proc. SPIE 8698, art.no.86980O, 10 pages (2012). [24] R.S. Romaniuk, Review of EuCARD project on accelerator infrastructure in Europe, Proc.SPIE 8698, art.no.86980Q, 10 pages (2012). [25] R.S. Romaniuk, Free electron laser infrastructure in Europe, Proc. SPIE 8702, art.no.87020 M (2013). [26] R. Romaniuk, K. Pozniak, Metrological aspects of accelerator technology and high energy physics experiments, Measurement Science and Technology, 18 (8), art.no.E01 (2008). [27] P. Fąfara, et al., FPGA-based implementation of a cavity field controller for FLASH and X-FEL, Measurement Science and Technology, 18 (8), pp.2365-2371 (2008). [28] W. Koprek, P. Kaleta, J. Szewiński, K.T. Poźniak, T. Czarski, R. Romaniuk, Oprogramowanie dla systemu kontrolno-pomiarowego akceleratora TESLA, Elektronika, nr 1, 2005, str. 53–58. [29] Krzysztof T. Poźniak, Ryszard S. Romaniuk, Wojciech Jałmużna, Krzysztof Ołowski, Karol Perkuszewski, Jerzy Zieliński, Krzysztof Kierzkowski, Gigabitowy moduł optoelektroniczny dla systemu LLRF TESLA, Elektronika, nr 7, 2005, str. 55–60. [30] Wojciech Giergusiewicz, Wojciech Jałmużna, Krzysztof T.Poźniak, Ryszard S.Romaniuk, Ośmiokanałowy system sterowania modułem akcelerator TESLA, Elektronika, nr 7, 2005, str. 51–55. [31] Wojciech Zabołotny, P. Roszkowski, A. Kwiatkowski, Krzysztof Poźniak, Ryszard Romaniuk, Wbudowany system komputerowy jako sterownik płyt kontrolno pomiarowych do sterowania LLRF w akceleratorze, Elektronika, nr 7, 2005, str. 61–64. [32] Waldemar Koprek, Piotr Pucyk, Tomasz Czarski, Krzysztof T. Poźniak, Ryszard S.Romaniuk, Konfiguracja i pomiary systemu SIMCON ver.2.1.,Elektronika, nr 7, 2005, str 40–44. [33] K. Poźniak, R. Romaniuk, K. Kierzkowski: Modularna platforma do systemu sterowania akceleratorem TESLA (w: Elektronika- konstrukcje, technologie, zastosowania). 2005. z. 7. ss. 36–39. [34] W. Koprek, T. Czarski, P. Kaleta, P. Pucyk, J. Szewiński, K. Poźniak, R.Romaniuk: Sterowanie oraz akwizycja danych w systemie SIMCON 2.1 (w: Elektronika- konstrukcje, technologie, zastosowania). 2005. z. 7. ss. 45–50. [35] R.S. Romaniuk, K.T. Poźniak, T. Czarski, K. Czuba, W. Giergusiewicz, G. Kasprowicz, W. Koprek, Optical network and FPGA/DSP based control system for free electron laser, Biuletyn PAN, Nauki Techniczne, vol.53, no. 2, pp.123–138, 2005. [36] P. Strzałkowski, W. Koprek, K.T. Poźniak, R.S. Romaniuk, Uniwersalny moduł sterowania LLRF do akceleratora liniowego FLASH, Elektronika, vol. 48, nr. 7, str. 31–36, 2007. [37] K. Bujnowski, A. Siemionczyk, P. Pucyk, I. Szewiński, K.T. Poźniak, R.S.Romaniuk, Konwerter skryptu MatLab na kod C do procesorów osadzonych w systemie LLRF akceleratora liniowego FLASH, Elektronika, vol. 48, no. 6, str. 19–22, 2007. [38] R. Romaniuk, Rola optoelektroniki w Internecie przyszłości, cz.1, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, vol.52, nr. 4, str. 118–121 (2011). [39] R. Romaniuk, Rola optoelektroniki w Internecie przyszłości, cz. 2, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, cz. 2, vol. 52, nr. 5, str. 147–150 (2011). [40] R. Romaniuk, Rola optoelektroniki w Internecie przyszłości, cz. 3, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, cz. 3, vol. 52, nr. 6, str. 143–147 (2011).

80

Monografie opublikowane w ramach Serii Wydawniczej Technika Akceleratorowa Tom 1: J. Sekutowicz, Multi-cell superconducting structures for high energy e+ – e- colliders and free electron lasers, 2008, 135 pages Publikacja jest pierwszą w nowej serii wydawniczej zatytułowanej „Techniki Akceleratorowe”. Tematyką tomu są zaawansowane technicznie akceleratory naładowanych cząstek elementarnych i jonów – bazujące na nadprzewodzącej technologii, określanej w literaturze terminem SRF (Superconducting Radio-Frequency). W pracy przedstawiono stan technologii przyspieszających struktur nadprzewodzących typu TESLA i rozwiązań alternatywnych oraz ideę struktur ze słabym sprzężeniem i struktur typu LL. Opisano nadprzewodzący iniektor elektronów, który już w najbliższej przyszłości będzie niezbędny do podwyższenia jakości obecnie budowanych lub projektowanych źródeł promieniowania koherentnego (FELs). The volume, which is the first in the editorial series on Accelerator Science, is closely combined with the most advanced particle accelerators – based on Superconducting Radio Frequency (SRF) technology. In general, SRF research includes following areas: high gradient cavities, cavity prototyping, thin film technologies, large grain and mono-crystalline niobium and niobium alloys, quenching effects in superconducting cavities, SRF injectors, photocathodes, beam dynamics, quality of electron beams, cryogenics, high power RF sources, low level RF, tuners, RF power coupling to cavities, RF test infrastructures, etc. The volume consists of the following chapters: Overview of e+-e- colliders; TESLA superconducting structure and alternative structures for ILC; Superconducting superstructures; Superconducting photo-injector. Tom 2: K.T. Poźniak, Detektorowe systemy pomiarowe typu TRIDAQ w eksperymentach fizyki wysokich energii, 2008, 161 pages Publikacja jest drugą pozycją z serii wydawniczej zatytułowanej „Techniki Akceleratorowe”. Praca dotyczy zagadnień z dziedziny elektroniki (metrologia, przetwarzanie i akwizycja danych, projektowanie wielokanałowych systemów elektronicznych) powiązanych z dziedziną fizyki wysokich energii i współczesnymi eksperymentalnymi metodami badania materii za pomocą wysokoenergetycznych zderzeń cząstek przeciwbieżnych. W pracy omówiono zadania i konstrukcję Systemów Trygerowania i Akwizycji Danych (TRIDAQ) oraz zamieszczono przykłady ich realizacji dla eksperymentów ZEUS przy akceleratorze HERA w DESY oraz CMS przy akceleratorze LHC w CERN. The volume is presenting the current development trends of electronics for the biggest accelerator experiments. The measurement, data readout and acquisition, control and monitoring systems are distributed, fast, multichannel, cover large area, work synchronously with the experiment clock, possess pipeline architecture, work in the adverse environments. The volume is a sort of a practical manual for engineers participating in the design, construction, commissioning and exploitation of such control-measurement systems. The volume consists of the following chapters: development of electronic systems for HEP experiments; design

Elektronika 7/2013

of TRIDAQ systems; examples of TRIDAQ systems solutions, HERA/ZEUS, LHC/CMS. Tom 3: Z. Szadkowski, Triggers for the Pierre Auger observatory, the current status and plans for the future, 2009, 227 pages The Pierre Auger Observatory is a multi-national organization for research on ultra high energy cosmic rays (cosmic accelerators). The Auger-South has been completed in Argentina in 2008. The planned Auger-North in Colorado will supplement the latter one and together they will establish the most ever tool for charged particle astronomy to determine the origin and nature of ultra-high energy cosmic rays. The Auger Observatory is a hybrid detector consisting of a Surface Detector (SD) and an atmospheric Fluorescence Detector (FD). The hybrid data set will provide the best evaluation of the primary particle composition. The detectors register extensive Air Showers initiated in the atmosphere by a single cosmic ray particle. The volume consists of the following chapters: Pierre Auger Observatory background; Second level trigger in PAO; First level trigger in PAO; New triggers for PA surface detector; PAO performance and preliminary results; Auger muons and infill for the ground array; Triggers for a detection of radio emission from cosmic ray air showers. Tom 4: R. Aleksan, O. Napoly, Coordinated accelerator research in Europe, 2009, 130 pages The main objective of the CARE project was to generate a structured and integrated European area in the field of accelerator research and related R&D. The framework of CARE has successfully integrated the subjects, the infrastructures and the expertise. The volume consists of the following chapters: Overview of CARE Project; Electron Linear Accelerator Network in Europe (ELAN), Beams and European Neutrino Experiments (BENE); High-energy high-intensity hadron beams; R&D in SRF; Charge production with photo-injectors (PHIN); High-intensity pulsed photo-injector (HIPPI); Next European dipole (NED). Tom 5: H. Mais, Some topics in beam dynamics of storage rings, 2009, 132 pages The volume reviews some beam dynamics problems in accelerator physics. Theoretical tools and methods are introduced and discussed. It is shown that these concepts can be applied to the study of various problems in storage rings. The first part treats Hamiltonian systems for proton accelerators. The second part is concerned with explicitly stochastic systems represented by electron storage rings. The volume consists of the following chapters: Hamiltonian dynamics; Qualitative and perturbation theory; Stochastic dynamics in storage rings; electron and proton storage rings; spin dynamics in storage rings.

Elektronika 7/2013

Tom 6: Guido Sterbini, An early separation scheme for the LHC luminosity upgrade, 2010, 169 pages The volume addresses the goals and requirements for the luminosity upgrade of the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, the European Organization for Nuclear Research. It analyses the need for the crossing angle and its impact on the peak luminosity of the collider. After having introduced the Early Separation Scheme, it explains how it may overcome some limitations of the present machine. All the potential improvement due to the Early Separation Scheme are shown on the luminosity plane (peak luminosity verses integrated luminosity). Linear and non-linear beam dynamics effects are also discussed. The volume consists of the following chapters: The Concept of Early Separation; Luminosity leveling and performance; The induced beam dynamics effect; Simulations and experiments; The integration and the preliminary design. Tom 7: Tomasz Czarski, Complex envelope control of pulsed accelerating fields in supeconducting cavities, 2010, 162 pages The volume presents a digital control system for superconducting cavities of a linear accelerator. FPGA based controller, managed by Matlab was developed to investigate a novel firmware implementation. The system is considered for LLRF application. Modeling of a cavity with signal and power analysis is considered as a key approach to the control method. An electrical model is represented by the non-stationary state space equation for the complex envelope of the cavity voltage driven by the current generator and the beam loading. The electromechanical model of the superconducting cavity resonator including the Lorentz force detuning has been developed for a simulation purpose. The digital signal processing is proposed for the field vector detection. The field vector sum control is considered for multiple cavities driven by one klystron. An algebraic, complex domain model is proposed for the system analysis. The calibration procedure of a signal path is considered for a multi-channel control. Identification of the system parameters is carried out by the least squares method application. The FPGA based controller executes a procedure according to the following prearranged control tables: Feed-Forward, Set-Point and Gain. The volume consists of the following chapters: Cavity modeling; cavity simulator design; criteria of cavity control; multi-cavity modeling and control; multi-cavity complex controller. Tom 8. Paweł Grybos, Front-end electronics for multichannel semiconductor detector systems, 2010, 187 pages The volume is devoted to many different aspects related to front-end electronics for semiconductor detector systems, namely: – designing and testing silicon position sensitive detectors for HEP experiments and X-ray imaging applications, – designing and testing of multichannel readout electronics for semiconductor detectors used in X-ray imaging applications, especially for noise minimization, fast signal processing, crosstalk reduction and good matching performance, – optimiza-

81

tion of semiconductor detection systems in respect to the effects of radiation damage. The monograph is the result mainly of the author’s experience in the above-mentioned areas and it is an attempt of a comprehensive presentation of issues related to the position sensitive detection system working in a single photon counting mode and intended to X-ray imaging applications. The structure of this book is as follows: – semiconductor detectors: detector materials, signal generation, detector segmentation, detector models; – architecture of front end electronics: CSA, shaper, discriminator, noise optimizations, pulse shaping, fast signal processing; – important aspects of multichannel integrated circuits: noise modeling, short channel effects, digital to analog crosstalk, random matching; – radiation damage of integrated circuits: total dose effects, single event effects, radiation tolerant design; – examples of multichannel counting integrated circuits: chips for strip detectors, solutions for pad and pixel detectors. Tom 9: Vasim Khan, A Damped and Detuned Accelerating Structure for the Main Linacs of the Compact Linear Collider; 2011, 230 pages Linear colliders are an option for lepton collision at several TeV. The Compact Linear Collider (CLIC) aims at electron and positron collisions at a centre of mass energy of 3 TeV. In CLIC, the main accelerating structures are designed to operate at an X-band frequency of 12 GHz with an accelerating gradient of 100 MV/m. Two significant issues in linear accelerators that can prevent high gradient being achieved are electrical breakdown and wakefields. The baseline design for the CLIC main linacs relies on a small aperture size to reduce the breakdown probability and a strong damping scheme to suppress the wakefields. The strong damping scheme may have a higher possibility of electrical breakdown. In this thesis an alternative design for the main accelerating structures of CLIC is studied and various aspects of this design are discussed. This design is known as a Damped and Detuned Structure (DDS) which relies on moderate damping and strong detuning of the higher order modes (HOMs). The broad idea of DDS is based upon the Next Linear Collider (NLC) design. The advantages of this design are: well damped wakefields, minimised rf breakdown probability and reduced size of the structure compared to the strong damping design. Procedures necessary to minimise the rf monopole fields and enhance the wakefield suppression are discussed. The rf as well as mechanical designs of a test structure are presented. This unique design forms the basis of this research and allows both the electrical breakdown and beam dynamics constraints to be simultaneously satisfied. Tom 10: Wolfgang Weingarten, European Infrastructures for R&D and Test of Superconducting Radio-Frequency Cavities and Cryo-Modules; 2011, 46 pages The need for a European facility to build and test superconducting RF accelerating structures and cryo-modules (SRF test facility) was extensively discussed during the preparation of EuCARD. It comprised a distributed network of equipment across Europe to be assessed and, if needed, completed by hardware. It also addressed the quest for a deeper basic understanding, a better control and optimisation of the manufacture of superconducting RF structures

82

with the aim of a substantial improvement of the accelerating gradient, a reduction of its spread and a cost minimisation. However, consequent to EU budget restrictions, the proposal was not maintained. Instead, a more detailed analysis was requested by a sub-task inside the EuCARD Network AccNet – RFTech. The main objective of this “SRF sub-task” consists in intensifying a collaborative effort between European accelerator labs. The aim focused on planning and later identifying for European accelerator users a multi-purpose state-of-the-art network of equipment for R&D and testing of SRF cavities and cryo-modules. The duration of this sub-task was agreed for two years, after which the results were to be presented to the funding agencies. This shall be achieved by this report. This report is inevitably biased by the author’s opinion and preconceptions although a balanced assessment was aimed at. It summarizes the discussions held with individuals and during specific workshops or conferences organized in 2009–2011 under the auspices of RFTech and other EuCARD annual meetings. It shall answer the following questions: 1. Is there a need for a SRF test infrastructure, distributed across, and managed by, European accelerator labs? 2. What research topics are important for the future of SRF technology and what priorities should be attributed to them? 3. Is the capacity and available equipment sufficient to cope with the demands of emerging European projects? Tom 11: Grzegorz Kasprowicz, Determination of Beam Intensity and Position in a Particle Accelerator, 2011, 130 pages This volume concerns the conception, design, implementation, tests and deployment of new position measurement system of particle bunch in the CERN PS circular accelerator. The system is based on novel algorithms of particle position determination. Development of the effective algorithm, which enables precise trajectory tracking of individual particle bunches with sub-mm precision was the aim. Moreover, using a similar, already verified algorithm, a new absolute beam intensity measurement system was developed as well. These two measurement systems are complementary and for the first time give the user full information about the beam position and intensity in the accelerator. The scope of this volume includes measurement system conception, hardware design and development, algorithm development and tests Tom 12: Claire Antoine, Materials and surface aspects in the development of SRF niobum, 2011, 130 pages This monograph describes the main phenomena related to surface and material properties involved in SRF technology. Each chapter begins with basic observations, followed by some discussion based on experimental results obtained with advanced material/surface studies techniques. The purpose of these discussions is to familiarize the reader from the accelerator community the possibility of these techniques, to draw attention to some remarkable results, but also give some hints about the limitations of each technique.

Elektronika 7/2013

After a brief introduction describing the philosophy of Niobium cavity fabrication and preparation, there is a large chapter dedicated to niobium metallurgy, mechanical properties, forming... The physical origin and the influence of these parameters to the specifications are described so that the reader should be able to knowingly change the specifications whenever his application requires it. Topics like large grain cavities, damage, dislocations influence on superconducting properties, etc. are discussed. The next chapter discusses surface morphology in relation to surface treatments and its possible influence on cavity performances. A large chapter is then dedicated to sub-surface contamination, mainly hydrogen and oxygen, at the metal-oxide interface. The role of this interface in superconducting properties, in particular its modification upon baking is discussed. Before the conclusion, a prospective chapter is dedicated to after-the-niobium superconductors, in particular the multilayers structures proposed by Gurevich. Other useful information is gathered in appendixes: main issues concerning particle contamination and field emission, main features and description of surface treatments, and information on niobium machining and hydroforming. A glossary and more than 220 references entries complete this work. Tom 13: Matthew A.Fraser, Beam Dynamics Studies of the ISOLDE Post-Accelerator for the High Intensity and Energy Upgrade, 2012, 318 pages The High Intensity and Energy (HIE) project represents a major upgrade of the ISOLDE (On-Line Isotope Mass Separator) nuclear facility at CERN with a mandate to significantly increase the energy, intensity and quality of the radioactive nuclear beams provided to the European nuclear physics community for research at the forefront of topics such as nuclear structure physics and nuclear astrophysics. The HIE-ISOLDE project focuses on the upgrade of the existing Radioactive ion beam EXperiment (REX) post-accelerator with the addition of a 40 MVsuperconducting linac comprising 32 niobium sputter-coated copper quarter-wave cavities operating at 101.28 MHz and at an accelerating gradient close to 6 MV/m. The energy of post-accelerated radioactive nuclear beams will be increased from the present ceiling of 3 MeV/u to over 10 MeV/u, with full variability in energy, and will permit, amongst others, Coulomb interaction and few-nucleon transfer reactions to be carried out on the full inventory of radionuclides available at ISOLDE. In this thesis the beam dynamics of the superconducting linac is studied with a focus on identifying and mitigating the sources of beam emittance dilution. Highlights include the suppression of a parametric resonance, compensation of the beam-steering effect intrinsic to quarter-wave cavities and a study of the energy change in the cavities well below their geometric velocity using second-order transit-time factors. The studies lead to the specification and tolerances for the linac components. An extensive investigation of REX was also carried out involving rf and beam measurements that facilitated the benchmarking of the beam dynamics codes that were used to design the matching sections and ensure the compatibility of the upgrade. In addition, a solid-state diagnostics system was developed as a tool to aid the quick and even-

Elektronika 7/2013

tually automated tuning of the large number of cavities that will accompany the upgrade. Tom 14: Michał Dziewiecki, Measurement-based characterization of multipixel avalanche photodiodes for scintillating detectors, 2012, 114 pages Multipixel avalanche photodiodes (MAPD) are recently gaining popularity in high energy physics experiments as an attractive replacement for photomultiplier tubes, which have been extensively used for many years as a part of various scintillating detectors. Their low price, small dimensions and another features facilitating their use (like mechanical shock resistance, magnetic field immunity or moderate supply voltage) make the MAPDs a good choice for commercial use as well, what is reflected in growing number of producers as well as MAPD models available on the market. This dissertation presents Author’s experience with MAPD measurements and modelling, gained during his work on the T2K (Tokai-to-Kamioka) long-baseline neutrino experiment, carried out by an international collaboration in Japan. First, operation principle of the MAPD, definitions of various parameters and measurement methods are discussed. Then, a device for large-scale MAPD measurements and related data processing methods are described. Finally, the Author presents an attempt of analysis and interpretation of the results. Tom 15: Tobias Junginger, Investigations of the Surface Resistance of Superconducting Materials, 2012, 135 pages In particle accelerators superconducting RF cavities are widely used to achieve high accelerating gradients and low losses. Power consumption is proportional to the surface resistance RS which depends on a number of external parameters, including frequency, temperature, magnetic and electric field. Presently, there is no widely accepted model describing the increase of Rs with applied field. In the frame of this project the 400 MHz Quadrupole Resonator has been extended to 800 and 1200 MHz to study surface resistance and intrinsic critical RF magnetic field of superconducting samples over a wide parameter range, establishing it as a worldwide unique test facility for superconducting materials. Different samples were studied and it was shown that RS is mainly caused by the RF electric field in the case of strongly oxidized surfaces. This can be explained by interface tunnel exchange of electrons between the superconductor and localized states in adjacent oxides. For well prepared surfaces, however, the majority of the dissipation is caused by the magnetic field and RS factorizes into field and temperature dependent parts. These different loss mechanisms were correlated to surface topography of the samples and distribution of oxides by using ultrasonic force microscopy and X-ray photon spectroscopy.

83

Tom 16: Pei Zhang, Beam Position Diagnostics with Higher Order Modes in Third Harmonic Superconducting Accelerating Cavities, 2013, 242 pages Higher order modes (HOM) are electromagnetic resonant fields. They can be excited by an electron beam entering an accelerating cavity, and constitute a component of the wake- eld. This wake eld has the potential to dilute the beam qual- ity and, in the worst case, result in a beam-break-up instability. It is therefore important to ensure that these fields are well suppressed by extracting energy through special couplers. In addition, the e ect of the transverse wake eld can be reduced by aligning the beam on the cavity axis. This is due to their strength depending on the transverse o set of the excitation beam. For suitably small o sets the dominant components of the transverse wake eld are dipole modes, with a linear depen- dence on the transverse o set of the excitation bunch. This fact enables the transverse beam position inside the cavity to be determined by measuring the dipole modes extracted from the couplers, similar to a cavity beam position monitor (BPM), but requires no additional vacuum instrumentation At the FLASH facility in DESY, 1.3 GHz (known as TESLA) and 3.9 GHz (third harmonic) cavities are installed. Wake elds in 3.9 GHz cavities are signi cantly larger than in the 1.3 GHz cavities. It is therefore important to mitigate the adverse e ects of HOMs to the beam by aligning the beam on the electric axis of the cavities. This alignment requires an accurate beam position diagnostics inside the 3.9 GHz cavities. It is this aspect that is focused on in this thesis. Although the principle of beam diagnostics with HOM has been demonstrated on 1.3 GHz cavities, the realization in 3.9 GHz cavities is considerably more challenging. Tom 17: Anna Wysocka-Rabin, Advances in conformal radiotherapy, 2013, 158 pages This monograph provides an overview of radiotherapy and treatment planning, and establishes the important role of Monte Carlo codes in designing new devices and techniques in this field. The booklet describes in detail how specific Monte Carlo codes can be used to study significant problems in radiotherapy. Each of the first three chapters focuses on an interesting and distinctive example of the way a radiotherapeutic concept may become a standard practice in the field. Multiple studies are featured in the booklet, including studies at the German National Cancer Institute, Polish National Centre for Nuclear Research.

84

This volume is the 17th in the CERN EuCARD series of monographs on “Accelerator Science and Technology” and it focuses on the use of accelerators in radiotherapy. Radiation oncologists are the primary medical users of charged – particle accelerators in the medical setting. Linear electron accelerators provide routine radiotherapy to cancer patients in thousands of hospitals worldwide, while cyclotrons and synchrotrons are now available to deliver proton and heavy ion therapy (hadrontherapy) in many major oncological centers, as well. The increasing success that radiation oncologists have achieved in treating cancer is a tribute to their medical skills and to advances in accelerator physics, such as those described in this monograph. Advances in radiation oncology have been made possible by the development of improved technology that permits radiotherapists to deliver increasingly more precise doses of radiation, which are both powerful enough to kill cancerous tissue and accurate enough to limit their impact on the healthy tissue and organs that surround the tumor. Reaching the combined goals of increased efficacy and safety is critical. It is no longer enough to destroy tumor lesions and prolong the patient’s life. It is equally important to assure the quality of the patient’s life after treatment. This is especially true of treatment with the powerful techniques of modern conformal radiation therapy, including Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT), Intraoperative Radiotherapy (IORT), and proton and C-12 Hadrontherapy, where the accelerator’s beam is literally shaped to fit the dimensions of the targeted tumor. Tom 18: Krzysztof Czuba, RF Phase Reference Distribution System for TESLA Technology Based Projects, 2013, 137 pages Amongst the most advanced of currently developed accelerators are projects based on the TESLA technology. These projects require synchronization of many RF devices with accuracy reaching femtosecond levels over kilometre distances. Design of a phase reference distribution system fulfilling such requirements is a challenging scientific task. There are many interdisciplinary problems which must be solved during the system design. This issue is devoted to the conceptual analysis, design and realization of a complete phase reference distribution system for the FLASH accelerator. The most important design issues are considered. Important distribution system architectures are described with their advantages and disadvantages. Methods of characterization of signal phase instabilities in distribution system components are presented. A general, system-level design method of the distribution system is proposed. The designed FLASH distribution system is divided into three subsystems: the Master Oscillator System, coaxial cable links and the fiber-optic link with active phase stabilization. The design, realization and tests of these subsystems are described

Elektronika 7/2013