supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

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Die zur Simulation benötigten Parameter beschränken sich auf die während der HF-
Messungen gewonnenen Daten. Im Einzelnen sind dies zur Charakterisierung der Kavität: die
Leerlaufgüte Q o , die eingestellte belastete Güte Q L und die kavitätsspezifische Größe R/Q
sowie zur Klassifizierung der Lorentzkraft-Verstimmung die Konstante K und die
mechanische Zeitkonstante τ m .
Die zur Berücksichtigung notwendigen Strahlparameter wie Strahlstrom I beam , Strahldauer
und Zeitpunkt der Injektion lassen sich genauso variieren wie der eigentliche HF-Puls in
Dauer und Wiederholrate. Darüber hinaus lassen sich Vorsteuerungen während der
Kavitätsfüllung und Strahldauer modifizieren.
Die I/Q Regelparameter (PI-Regler) sind, wie die Regelparameter des zur Resonanzfrequenzregelung
eingesetzten I-Reglers, frei wählbar. Zusammenfassend ergibt sich das in Abb. 6.3
dargestellte Blockschaltbild zur Simulation einer Beschleunigerstruktur.
E-Feld [MV/m]
a) Beschleunigungsfeld
8
6
4
2
0
0 10 20 30 40
Zeit [ms]
Leistung [kW]
b)
vor. Leistung refl. Leistung
5
4
3 500µs Strahl
2
1
0
0 10 20 30 40
Zeit [ms]
c) Phase
d)
60
20
Frequenzverschiebung
Phase [grad]
50
40
30
¬f [Hz]
10
0
-10
-20
20
0 10 20 30 40
-30
0 10 20 30 40
Zeit [ms]
Zeit [ms]
Abb. 6.4: Simulation der HF-Eigenschaften: a) Verlauf des Beschleunigungsfeldes, b)
Vorwärts- und reflektierte Leistung, c) Phasenverlauf, d) Resonanzfrequenzänderung.
Abb. 6.4 zeigt ein Beispiel des simulierten Verhaltens eines HWR bei einer Wiederholrate
von 40 Hz. Die gewählte hohe Wiederholfrequenz dient lediglich zur Erfassung der
Resonanzfrequenzänderungen innerhalb einer akzeptablen Simulationszeit.