supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

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Beschleunigungsspalten durch den Phasenwechsel im Mittelleiter teilweise aufhebt. Im Falle
der transversalen B-Felder addieren sich allerdings die störenden Feldeffekte und führen zur
erwähnten Winkeländerung. Bei Protonen ergibt sich eine Winkeländerung von 1 mrad pro
Kavität.
Eine Korrektur der unerwünschten Änderungen kann nur zwischen zwei benachbarten
Kryostaten mit vier Resonatoren erfolgen. Dabei kann durch Ablenkmagneten lediglich eine
Winkelkorrektur erreicht werden. Das Emittanzwachstum durch die transversalen
Feldkomponenten kann nicht korrigiert werden. Die Größe der zu verwendenden
Korrekturmagneten in Bezug auf den verfügbaren Platz lässt im betrachteten Fall letztendlich
kein auf Ablenkmagneten basierendes Konzept zu.
Transversale Feldkomponenten
20000
H-Feld
E-Feld
100000
transversales H-Feld [A/m]
10000
0
-10000
50000
0
-50000
transversales E-Feld [V/m]
-20000
0 50 100 150 200 250
Z [mm]
-100000
Abb. 3.4: Transversale Feldverteilungen entlang der Strahlachse im QWR unter
Berücksichtigung einer maximalen magnetischen Peakfeldstärke von B max = 80 mT.
Eine teilweise Kompensation der Winkeländerung lässt sich auch durch einen um 180°
gedrehten Einbau der QWRs nach Abb. 3.5 erzielen.
Bei dieser Anordnung werden in den Vierer-Gruppen die inneren zwei Kavitäten um 180°
gedreht. Dadurch lässt sich die Strahlablage aufgrund der Winkeländerung relativ gut
kompensieren. Die transversale Ablage des Strahles beträgt nur noch etwa 1 mm. Allerdings
würde es bei einem Ausfall einer Kavität unweigerlich zu einer nicht akzeptablen Ablage
kommen und damit zum Verlust des Strahles. Die hohe Verfügbarkeit (über 7000h pro Jahr)
von COSY würde bei Ausfall einer Kavität und der damit verbundenen langen Ausfallzeit
durch Wechsel einer kompletten Kryostateinheit extrem reduziert.