bericht forschungs· und entwicklungsarbeiten im jahre ... - Bibliothek

Kern-Wechselwirkung sowie auf die Kernstruktur
gestatten (3293, 3299, 4218).
3) Die nach dem p-Einfang in Kernen entstehende
Kerngammastrahlung wurde untersucht.
Daraus konnte die Verteilung der Häufigkeit
der emittierten Neutronen erhalten werden
(4222). Die Messung der zeitlichen Verteilung
der r-Strahlung gestattet bei Verwendung
eines natürlichen Targets die p-Einfangsrate
in einzelnen Isotopen zu messen
(4223).
c) Stand der apparativen Entwicklung
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Das im letzten Bericht genannte Wasserstoff­
Hochdruck-Target und der kryogenische Druckerzeuger
wurden im wesentlichen fertiggestellt.
Das Target dient zur Messung mesonischer
Röntgenstrahlung von seltenen Isotopen, die
dem Wasserstoff gasförmig beigemischt werden.
Nachdem Druckversuche mit Flüssigkeit erfolgreich
verliefen, wurde das ganze System zuerst
mit Stickstoff und dann mit Wasserstoff bis zu
1.000 at betrieben und auf seine Dichtigkeit geprUft.
Vorexperimente werden demnächst beginnen
können.
Linearbeschleuniger
Projektziel ist die Errichtung eines supraleitenden Modellbeschleunigers
fUr Protonen mit einer Endenergie
von etwa 60 MeV. Er soll die technische Anwendbarkeit
der Hochfrequenzsupraleitung demonstrieren.
Die gewonnenen Erfahrungen sollen die Grundlage
bieten fUr die Ausarbeitung eines Vorschlages fUr
einen großen supraleitenden Linearbeschleuniger
(n-Mesonenfabrik) mit einer Endenergie von etwa
600 MeV. Der Modellbeschleuniger soll wie der große
Beschleuniger in zwei Stufen errichtet werden. Die 1.
Stufe, ein supraleitender Wendel beschleuniger, bringt
die Teilchen von einer Injektionsenergie von 0,8 MeV
bis zu etwa 20 MeV. Der darauf folgende Teil des
Beschleunigers besteht aus supraleitenden ResonatorzeIlen,
die bei einer höheren Frequenz betrieben werden.
Der Bau des Wendelbeschleunigers wurde 1970 in Angriff
genommen (4224, 4225).
Grundlegende Untersuchungen und Niobtechnologie
Neben dem Abschluß von Untersuchungen an Bleiresonatoren
(3174, 4226, 4227, 4228) wurden seit
Ende 1969 verstärkt Untersuchungen mit Niobresonatoren
durchgeführt, da nach Erfahrungen in Stanford,
USA, Niob bei hohen Feldstärken geringere Verl uste
zeigt als Blei. Durch Kombination von Messungen an
Topfkreisen und an Wendel resonatoren konnte ein
Frequenzbereich von 4 GHz bis herunter zu 30 MHz
untersucht werden. Im ganzen Bereich ist die Abhängigkeit
des supraleitenden Anteils des Oberflächenwiderstandes
von der Frequenz wo:w a mit a = 1,7 ±
0,2 in Übereinstimmung mit der BeS-Theorie. Auch
der Hochfrequenzrestwiderstand hat etwa dieselbe
Frequenzabhängigkeit. Bei 90 MHz, der Betriebsfrequenz
des Wendelbeschleunigers, wurde ein Verbesserungsfaktor
von 3 x 105 erreicht (4237). Beim Einfrieren
eines äußeren Magnetfeldes wird der HF-Restwiderstand
vergrößert. Die Frequenzabhängigkeit dieses
Anteils ist die des anomalen Skineffektes (w 2 / 3 ).
Die hohen GUtewerte erlaubten es, extrem kleine Verlustwinkel
von dielektrischen Materialien bei tiefen
Temperaturen zu messen. Besonders Saphireinkristalle
(tan {) = 5 X 10- 8 bei 1.9°K und 90 MHz) sind
nach diesen Untersuchungen für Abstützungen, Hochfrequenzfenster
und Verstimmelemente geeignet
(4238).
Theoretische Arbeiten zur Oberflächenimpedanz im
Rahmen der BCS-Theorie wurden vorerst mit einem
Vergleich der Theorie mit dem Experiment abgeschlossen
(4229, 4230, 4231). Für die HF-Restabsorption
wurde der Verlustmechanismus "Kopplung
der HF direkt an Phononen durch Oberflächeninhomogenitäten"
vorgeschlagen (4232). Außerdem wurden
Probleme bei hohen HF-Feldstärken theoretisch
bearbeitet (4234), z. B. magnetfeldinduzierte Oberflächenzustände
in Niob (4233).
Feldstärkeabhängige Effekte wurden experimentell
untersucht. Es ist bekannt, daß diese stark von der
Oberflächenbeschaffenheit abhängen. Es wurden deshalb
verschiedene Fragen der mechanischen und chemischen
Behandlung der Oberfläche bearbeitet. Daneben
ist gemäß Erfahrungen aus Stanford eine thermische
Behandlung im Ultrahochvakuum (ca. 10- 9 Torr)
und bei mindestens 1.850°C nötig. Systematische
Untersuchungen über diese thermische Behandlung
waren im Berichtszeitraum leider noch nicht möglich,
da die Lieferung des hierfür vorgesehenen Ofens sich
um etwa ein Jahr verzögert hat. So konnten nur Vorversuche
bei verschiedenen Firmen durchgeflihrt werden.
Die höchsten magnetischen Feldstärken, die
ohne thermische Behandlung erreicht wurden, lagen
im Topfkreis bei 220 Gauß, in einem Wendelresonator
bei 110 Gauß.
Im Laufe der Untersuchungen an Wendelbeschleunigern,
die bei hohen Feldern betrieben wurden, wurde
ein zusätzlich feldbegrenzender Effekt, der sogenannte
Strahlungsdruck, beobachtet (4233, 4234, 4239).
Die geringe Steifigkeit der Wendel führt dazu, daß
feldstärkeabhängige Formveränderungen auftreten.
Diese führen zu Verschiebungen der Resonanzfrequenz,
die bis zu 1 % für eine beschleunigende Feld-
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