Beschleunigerentwicklung

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Thomas Weiland
• Subject Area: Nuclear and Elementary Particle Physics, Quantum Mechanics, Relativity, Fields
• Term: from 1997 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5463977

Für die kommenden Jahre sind neben der Fortführung und dem Abschluß in der vergangenen Förderperiode begonnener Projekte zur Steigerung der Funktionalität des S-DALINAC und zur Optimierung der Strahlqualität auch Maßnahmen zur technischen Modernisierung des Beschleunigers geplant.Das bewährte Konzept der zentralen Steuerung der Maschinenparameter soll weiter entwickelt und ausgebaut werden. Die mit der direkten Einbindung von experimentellen Daten Hand in Hand gehende Entwicklung von Rechenprogrammen zur Simulation niederenergetischer Elektronenstrahlen soll fortgeführt und auf den Bereich der Elektronenquelle ausgedehnt werden. Die Elektronenoptik des Strahltransportsystems am S-DALINAC wird z. Z. noch entsprechend den Ergebnissen der Optimierungsrechnungen bzgl. der longitudinalen und transversalen Eigenschaften umgebaut. Abgeschlossen werden soll das Projekt mit der Installation rotierender Spulen zur Magnetfeldmessung in den 180°-Ablenkbögen. Zur Verbesserung der Strahldiagnose haben sich die in der letzten Förderperiode entwickelten HF-Monitore sowie die Diagnosestationen, die optische und langwellige Übergangsstrahlung nachweisen, hervorragend bewährt. Das vorhandene System soll daher weiter ausgebaut werden. Die Hochfrequenzregelung soll nach dem Stand der Technik in enger Zusammenarbeit mit den Kollegen am DESY durch ein digitales System ersetzt werden. Dabei fließen die Erfahrungen aus Entwicklung und Test des Prototypen in der laufenden Förderperiode in das Design des Serienmodells ein. Die Verbesserung und Überwachung der unbelasteten Güten der Beschleunigungsstrukturen sowie die Absicherung gegen eine Verschlechterung aufgrund temporärer Schwankungen des Vakuums bleibt auch weiterhin ein vorrangiges Ziel der Aktivitäten am S-DALINAC. Das Arbeitsprogramm beinhaltet daher u.a. grundlegende systematische Untersuchungen zum Einfluß vor allem chemischer Behandlungsmethoden sowie externer Magnetfelder, Hochdruckspülung mit Reinstwasser und Ausheizen der Strukturen. Neben einer Ergänzung der eigenen Infrastruktur sind hierzu die Zusammenarbeit mit DESY und dem Fachbereich Materialwissenschaften der TU Darmstadt geplant.Die Erhöhung der Verfügbarkeit des Beschleunigers soll durch einen Ersatz wichtiger Komponenten der Kälteanlage erreicht werden, die mittlerweile 15 Jahre alt sind. Dazu wurde bei einer Firma eine Expertenstudie (Kosten: 20 000 DM) in Auftrag gegeben. Das Ergebnis zeigt, daß der Einsatz eines modernen Pumpstandes, der über den Heliumdampfdruck im Beschleunigerkryostaten die Betriebstemperatur von 2 K sicherstellt, die nutzbare Kälteleistung um bis zu 20% steigert. Diese Maßnahme wird somit einen dauerhaften Betrieb des Beschleunigers nahe seiner Maximalenergie von 130 MeV ermöglichen. Die erforderlichen Mittel zur Umsetzung der Studie sind allerdings erheblich. Aus diesem Grund wurde die Studie nicht in dieses Teilprojekt integriert. Sie ist separat mit den danach anfallenden Kosten als Appendix beigefügt.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 272: Untersuchung von Vielteilcheneffekten in Atomkernen mit Elektronen und Photonen am S-DALINAC und die damit verbundene Weiterentwicklung des Beschleunigers
• Major Instrumentation: Digitale Hochfrequenzregelung (inkl. Komponenten für ein Oszilloskop)
• Participating Persons: Dr. Hans-Dieter Gräf; Dr. Andreas Stascheck