supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

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höhere Materialkosten aufweist. Ein gewünschtes Beschleunigungsfeld von E acc = 8 MV/m
wurde routinemäßig bei beiden Prototypen noch nicht erreicht. Unter Berücksichtigung des
schlechten Vakuums in der Testeinrichtung und den Konditionierungsmöglichkeiten zur
Reduzierung der Feldemission liegt zwar die Erreichbarkeit (E acc = 8 MV/m) nahe, stellt aber
auch gleichsam ein Limit dieser Strukturen dar.
Eine hohe Flexibilität bezüglich Strahlstromanpassung, minimierten Konditionierungszeiten,
hoher Messgenauigkeit zur direkten Bestimmung der Leerlaufgüte und individueller Anpassung
an die Performance jeder einzelnen Kavität wurde durch die Entwicklung eines einstellbaren
Kopplers erreicht. Die Nutzung der zur chemischen Behandlung notwendigen Bearbeitungsöffnungen
erlaubten dabei nur eine induktive Kopplung. Zur Vermeidung von Kontaminationen
der präparierten Oberfläche, hervorgerufen durch Abrieb während der Bewegungen
der Koppelschleife, wurde ein kaltes Fenster entwickelt, das, im Reinraum montiert, die
variable Kopplung von der Kavität trennt. Die Variabilität und die Einhaltung der spezifizierten
HF-Anforderungen konnten bereits im Test-Feld nachgewiesen werden.
Ionenoptische Aspekte erzwangen eine in Strahlrichtung minimierte Auslegungslänge des
Linacs. Trotz der Wahl eines mechanischen Tuners konnte eine Tuningeinheit integriert
werden, die keinen zusätzlichen Platzbedarf in longitudinaler Richtung benötigt und alle Anforderungen
bezüglich Tuningbereich und schnellem Tuning zur Kompensation der
Lorentzkraft-Verstimmung erfüllt. Durch die Benutzung von Festkörperelementen entschärfte
sich die Problematik einer komplexen Mechanik unter tiefen Temperaturen, ohne
gravierenden Einfluss auf die Funktionalität bezüglich Tuningbereich und Tuninggeschwindigkeit
zu nehmen. Im entwickelten Design der Tunereinheit befinden sich alle aktiven
Tuningelemente außerhalb des Kryostaten. Dies erhöht signifikant die Wartungsfreundlichkeit
einer kompletten Kryostat-Einheit, da im Fehlerfall ein Austausch einer defekten aktiven
Tunereinheit möglich ist, ohne Aufwärmung des Kryostaten oder Brechen eines Vakuums.
Langsame Resonanzfrequenzänderungen beispielsweise durch Druckschwankungen im
Flüssig-Helium-System konnten ausreichend durch die Schrittmotorregelung korrigiert
werden.
Die flexible Auslegung der Hochfrequenz-Regelung gestattet eine schnelle Anpassung an die
durch Messungen gewonnenen kavitätsspezifischen Eigenschaften. Unterstützend wirkt
hierbei das speziell für den HWR entwickelte Simulationsmodell. Bereits bei den ersten Tests
der analogen I/Q-Regelung in Kombination mit der Resonanzfrequenzregelung wurde eine
Amplitudenabweichung von +/-0,6% respektive eine Phasenabweichung von +/-1,4° erreicht.