View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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E<br />
acc<br />
∞<br />
∫<br />
−∞<br />
=<br />
4-24<br />
Ez<br />
( z,<br />
t(<br />
z))<br />
dz<br />
. (4.1)<br />
λ<br />
β str<br />
Abb. 4.1 zeigt die Veränderungen der Transit-Time-Faktoren für Protonen und Deuteronen<br />
entlang des Linacs bis zur Endenergie. Der Wechsel von der ersten zur zweiten Kavitäts-<br />
Familie findet zur Minimierung unterschiedlicher Kryostatausführungen zwischen zwei<br />
Kryostaten statt. Jeder Kryostat umfasst somit vier Resonatoren (siehe Anhang: Kryostat-<br />
Design) der gleichen Kavitätsfamilie. Bei der Betrachtung der Transit-Time-Faktoren für<br />
Protonen und Deuteronen ergab sich die effizienteste Beschleunigung mit 20 Resonatoren<br />
(160 MHz) der ersten Familie und 24 der zweiten Familie bei 320 MHz.<br />
Transit Time Faktor<br />
1<br />
0,9<br />
0,8<br />
0,7<br />
0,6<br />
0,5<br />
5 Kryostate mit jeweils<br />
4 Resonatoren (160MHz)<br />
Deuteronen Protonen<br />
6 Kryostate mit jeweils<br />
4 Resonatoren (320MHz)<br />
0 10 20 30<br />
Energie / MeV<br />
40 50 60<br />
Abb. 4.1: Änderung des Transit-Time-Faktors entlang des Linacs.<br />
Die hohen zu erwartenden Peak-Feldstärken erfordern eine extreme Oberflächenreinheit und<br />
folglich ein sehr sauberes Vakuum. Eine Trennung von Isolier- und Strahlvakuum ist dabei<br />
eine oft praktizierte und zu favorisierende Maßnahme. Dies erhöht zwar deutlich den<br />
konstruktiven Aufwand - insbesondere unter Berücksichtigung der geringen Platzverhältnisse<br />
in longitudinaler Richtung -, ist aber zur Erzielung der hohen Beschleunigungsfeldstärken<br />
unumgänglich.<br />
Halbwellen-Resonatoren sind koaxiale Beschleunigungsstrukturen, die senkrecht zur<br />
Strahlachse betrieben werden. Diese koaxiale Struktur ermöglicht leicht eine separierte<br />
Betrachtung von Resonanzfrequenz und Geschwindigkeitsprofil. Während bei vielzelligen<br />
elliptischen TM-Kavitäten sich bei unterschiedlichen Struktur-ß die gesamte mechanische<br />
Auslegung der Kavität ändert, beschränkt sich die Modifikation der HWR lediglich auf den<br />
mittleren strahlnahen Teil, da die Resonanzfrequenz hauptsächlich durch die elektrische
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