View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Spannung [MV]
1,4
1,3
1,2
1,1
1
0,9
4-28
0,1 0,12 0,14 0,16
Teilchengeschwindigkeit ß = v/c
d=50 mm
d=60 mm
d=80 mm
Modifiziert,
d=80 mm
d=90 mm
Abb. 4.3: Durchlaufende Spannung bei verschiedenen Teilchengeschwindigkeiten unter
Variation des Innenleiters und bezogen auf einen konstanten Außendurchmesser von D
= 180 mm sowie konstanter magnetischer Peakfeldstärke von Bmax = 80 mT.
Die Abflachung wird durch Tiefziehen von Blechen erreicht, die anschließend
zusammengeschweißt werden. Die elektrische Peak-Feldstärke erhöht sich um fast 20%
verglichen mit der reinen koaxialen Struktur. Es wäre auch denkbar, eine Abflachung durch
Formen von Rohren unter Beibehaltung des Umfanges zu erreichen. Der Resonator wird
damit in Querrichtung größer, was die Verhältnisse der elektrischen Peak-Feldstärken leicht
verbessert, allerdings nun keine runde Heliumhülle erlaubt (siehe unten).
Die Abflachung zur Einstellung der erforderlichen Struktur-ß hat den Vorteil, dass zusätzlich
Platz für einen mechanischen Tuner geschaffen wird, ohne die Ausdehnung in longitudinaler
Richtung zu vergrößern.
Vergrößert man nun D unter Beibehaltung des Verhältnisses D/d = 2,25 (Abb. 4.4) und der
notwendigen Abflachung zur Einstellung des Struktur-ß, so ergibt sich zwar aufgrund der
günstigeren Peakfeldstärken eine um etwa 5% höhere Beschleunigungsspannung, allerdings
benötigt man nun rund 11% mehr Platz in longitudinaler Richtung. Dadurch verschlechtert
sich nicht nur die effektive Beschleunigung bezogen auf die Länge. Zudem erhöhen sich die
Kosten durch den gestiegenen Niobium-Bedarf und durch den größeren Kryostaten.
Im vorliegenden Fall ist daher die Wahl eines Resonators mit einem Außendurchmesser von
Dout = 180 mm und eines Innendurchmessers von din = 80 mm unter Berücksichtigung der
Abflachung im Bereich der Strahlöffnungen zur Einstellung des Struktur ßstr vorzuziehen.