stufe Elektronen- kanone Triplett Alphamagnet Dublett Faradaycup
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1. Die Quelle spinpolarisierter <strong>Elektronen</strong> am MAMI-Beschleuniger<br />
Parameter Symbol Wert<br />
Durchm. des emittierenden Areals 2r0 < 300μm (4σ)<br />
Potential U -100 kV<br />
Kathoden-Anoden-Abstand d 0.145m<br />
Zugfeld an der Kathode Ekath 0.89 MV/m<br />
Emittanz ɛ 0.3 π mm mrad<br />
Twissparameter (Anode) α, β, γ -2.2, 0.3m/rad, 20 rad/m<br />
Tabelle 1.1.: <strong>Elektronen</strong>optische Parameter der polarisierten <strong>Elektronen</strong>quelle.<br />
Der elektrische Feldgradient an der Kathode wurde ausreichend groß 3 gewählt, so dass<br />
trotz des kleinen Emissionsareals – d.h. hohe Stromdichte mit potentiellen Raumladungseffekten<br />
– konstante elektronenoptische Eigenschaften für alle notwendigen Stromstärken<br />
vorliegen sollten. Aus dem gleichen Grunde wird die vom Injektor verlangte kinetische<br />
Energie (100 keV) in einer einzigen elektrostatischen Beschleunigungs<strong>stufe</strong> auf die <strong>Elektronen</strong><br />
übertragen.<br />
Weitere Messergebnisse zu den elektronenoptischen Eigenschaften der Quelle und speziell<br />
zur Emittanz und Brillanz wurden bereits in meiner Dissertation zusammengestellt<br />
[17]. Diese ca. 1994 erzielten Resultate ließen ausgezeichnete Betriebsbedingungen erwarten.<br />
Leider konnte zu dieser Zeit die Strahlqualität in der ursprünglich 25 Meter<br />
langen Strahltransportstrecke nicht aufrecht erhalten werden. Es kam zu Emittanzvergrößerungen<br />
und Instabilitäten der Strahlposition, die nur durch eine sehr sorgfältige,<br />
zeitaufwändige und periodisch wiederkehrende Einstellung der elektronenoptischen Elemente<br />
auf ein erträgliches Maß gemildert werden konnten. Dies belastete sowohl die<br />
Quellenoperateure als auch die Experimente in einer auf die Dauer nicht tolerablen Weise.<br />
1.3.3. Die kompakte Injektion<br />
Die ursprüngliche Injektionsstrahlführung wurde nach Abschluss der Neutronformfaktorexperimente<br />
stillgelegt und dafür 1996/97 eine Quelle mit stark verkürzter Strahlführung<br />
in der Beschleunigerhalle aufgebaut.<br />
Neben dem Anreiz die Unzulänglichkeiten beim Betrieb der alten Strahlführung zu<br />
vermeiden, war als positiver Aspekt hinzu getreten, dass die <strong>Elektronen</strong>quelle deutlich<br />
weniger Wartungsaufwand benötigte als ursprünglich angenommen, so dass auf einen<br />
permanenten Zugang zur Quelle verzichtet werden konnte. Die notwendigen Arbeiten<br />
wurden in Zusammenarbeit der B1-(Beschleuniger-) und der B2-(Quellen-)gruppe durchgeführt,<br />
wobei M. Steigerwald für die Konzeption verantwortlich war [24],[25].<br />
Die Abbildung 1.2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Installation am Injektor<br />
6<br />
3 Es ist von entscheidender Wichtigkeit einen geeigneten Kompromiss zwischen hoher und niedriger<br />
Feldstärke zu finden, da die mit hohen Gradienten verbundenen Probleme (Feldemission/Entladungen)<br />
den Betrieb der Photoquelle limitieren bzw. verhindern [17].