Kurzfassung
Synchrotronstrahlung ist ein wichtiger Untergrundeffekt in Ringbeschleunigern, in denen beispielsweise Leptonen zur Kollision gebracht werden. Das aktuelle Konzept der FCC-ee Wechselwirkungszone (auch genannt Machine-Detector Interface) beinhaltet nur eine grundlegende Abschätzung der Synchrotronstrahlung. Kollimatoren - als zusätzliche, flexible Methode zur Verringerung des Photon-Untergrunds - sind nicht Teil des Entwurfs.
Diese Arbeit zielt darauf ab, einen detaillierten Überblick des erwartbaren Synchrotronstrahlungs-Untergrunds bereit zu stellen und bezieht dabei auch Einflüsse durch Änderungen der Strahl-Charakteristik ein. Das aktuelle Konzept der Wechselwirkungszone wird dabei getestet, während gleichzeitig ein erster Vorschlag für den Einsatz von Kollimatoren gemacht wird, um den Schutz von Maschine und Detektor zu verbessern.
Durch ausgedehnte Monte-Carlo Simulationen ist es möglich, den aktuellen Stand zu charakterisieren und zu zeigen, unter welchen Umständen Kollimatoren in der Lage sind, Synchrotronstrahlung noch wirkungsvoller zu reduzieren.
Die Resultate der vorliegenden Arbeit können weiterführend genutzt werden, um erste Schritte in ein technisches Design-Konzept des FCC-ee zu vereinfachen.
Synchrotron radiation is a significant background source at circular lepton colliders. The current interaction region (also referred to as Machine-Detector Interface) design concept at FCC-ee includes only a very basic estimate of this background source. Collimators - as flexible mitigation method of the photon background - are not part of the design yet. This thesis provides a detailed overview on expectable synchrotron radiation backgrounds, also looking into the impact of different machine conditions. Current design concepts for mitigation are tested, at the same time giving an initial collimation proposal to improve machine and detector protection. By employing extensive Monte-Carlo simulations, it is possible to characterize the current status and to show which circumstances allow additional upstream collimators to significantly enhance the shielding of the interaction region. The findings of this thesis can be used to improve the machine-detector interface layout and help as a starting step towards a possible FCC-ee technical design.