supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

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7-107 Vorlaufleistung Reflektierte Leistung Beschleunigungsfeld Phasensignal Anregung mechanischer Eigenschwingungen Abb. 7.18: Verhalten des Prototypen Typ I im gepulsten Betrieb. Die höhere mechanische Steifigkeit des Typ II-Resonators liegt dabei nicht nur in den Endkappen begründet, sondern auch im Herstellungsprozess des Innen- und Außenleiters, der gemäß Kapitel 4.3 diese aus vier Komponenten (ohne Endkappen) bildet. Besonders in den Bereichen der Quer-Schweißnähte kommt es dabei zur Versteifung der gesamten Kavität und damit zur Verkleinerung der LKV. Im Gegensatz dazu bestehen Innen- und Außenleiter des Prototyp-Typ I jeweils aus zwei Halbschalen und weisen somit nur zwei Längs-Schweißnähte auf. Gemäß Gl. (4.8) trägt auch das hohe Magnetfeld an den Endkappen zur LKV bei. Der Anteil des Magnetfeldes zum Druck auf die Resonatorwand, verglichen mit dem Anteil des elektrischen Feldes im Bereich der Strahlrohröffnungen, beträgt im vorliegendem Fall: µ H 0 ε E 0 2 max 2 max = 38% und ist damit im Gegensatz zu elliptischen Kavitäten nicht vernachlässigbar. Berücksichtigt man zudem noch die Materialausdünnung durch das Tiefziehen der runden Endkappen, wird eine höhere LKV für den Typ I Resonator plausibel. Eine erste Analyse der LKV am Prototypen Typ I wie in Kapitel 7.2.2 ergab eine um etwa 60% höhere LKV- Konstante von K= 9,9 [Hz/[MV/m]²] (Abb. 7.19).
7-108 0 Frequenzverschiebung [Hz] -50 -100 -150 ∆f = -9,9 [Hz/[MV/m]²] * E 2 acc -200 0 5 10 15 20 Eacc 2 [MV/m] 2 Abb. 7.19: Bestimmung der Lorentzkraft-Verstimmung (Typ I). Zur Kompensation der LKV mittels der schnellen Piezo-Translatoren wurde die Kavität Typ I gepulst bei einer eingestellten, externen Güte von Q ext = 4*10 6 betrieben. Vorlaufleistung Piezo- Vorsteuerung Phasensignal mit Piezo- Vorsteuerung Phasensignal ohne Piezo- Vorsteuerung Abb. 7.20: Kompensation der LKV durch schnelle Piezo-Translatoren. Durch entsprechende Wahl der Vorwärtsleistung im Puls wurde ein Beschleunigungsfeld von E acc = 3,1 MV/m erreicht. Die sich daraus ergebende LKV (100Hz) liegt 50% höher als die aus den Simulationen (Kapitel 4.4.3) zu erwartende LKV bei einem Beschleunigungsfeld von
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