supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

4-29
Spannung [MV]
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
D=180 mm
D=200 mm
0,9
0,1 0,12 0,14 0,16
Teilchengeschwindigkeit ß = v/c
Abb. 4.4: Durchlaufende Spannung bei verschiedenen Teilchengeschwindigkeiten unter
Variation des Außenleiters mit festgehaltenem Durchmesserverhältnis und maximal
magnetischer Feldstärke B max = 80 mT.
4.3 Mechanische Auslegung und HF-Parameter
Da es im Gegensatz zu QWRs bei den HWRs keine demontierbare Bodenplatte gibt, die die
Möglichkeit einer Präparation begünstigt, wurde beim Design der HWR besondere Rücksicht
auf die chemische Behandlung und Reinigung der Oberflächen genommen und die Bodenund
Deckelplatten modifiziert. Die Abrundungen (Abb. 4.6) an Boden und Deckelplatte
erlauben ein leichteres Abfließen der Säuren während der chemischen Behandlung und
verringern die Gefahr der Salzablagerung während der Hochdruck-Spülung mit Reinstwasser
(HPR). Mit Hilfe von 4 Bearbeitungsöffnungen (2 oben, 2 unten), die jeweils um +45° bzw.
-45° versetzt zu den Strahlöffnungen angeordnet wurden, lässt sich bei der HPR jede Stelle
auf der Oberfläche durch einen direkten Wasserstrahl erreichen. Eine gute HPR ist aufgrund
der geforderten hohen Feldstärken zwingend erforderlich. Die Bearbeitungsöffnungen werden
über angeschweißte Niob-Rohre mit Standard-Flanschanschlüssen vakuumdicht verschlossen.
Diese Niob-Rohre haben eine Länge von 10 cm und sind somit lang genug, einen normal
leitenden Flanschübergang zu ermöglichen (das Magnetfeld beträgt hier bei E acc = 8 MV/m
nur noch B flange = 0,4 µT). Die Bearbeitungsöffnungen haben einen gewählten Durchmesser
von 30 mm. Somit ist gewährleistet, dass ein guter Durchfluss der Säuren während der
chemischen Behandlung möglich ist und darüber hinaus genügend Platz für die Montage des
HF-Kopplers vorhanden ist. Diese relativ großen Öffnungen beeinflussen allerdings die
elektromagnetischen Eigenschaften des Resonators und führen zu einer leichten
Magnetfeldüberhöhung am Ort des Übergangs. Das resultierende Magnetfeld ist allerdings
immer noch kleiner als am Ort des maximalen magnetischen Feldes, das sich am Übergang
zwischen koaxialem Innenleiter und Boden- bzw. Deckelplatte befindet. Bei den Prototypen-