supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

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49,7 Hz 89,3 Hz 115,7 Hz
Abb. 4.14: Erste mechanische Eigenresonanzen unter Berücksichtigung von Fixpunkten
im Bereich der Strahlöffnungen. Moden (49,7Hz und 115,7Hz): Schwingungen
des Außenleiters quer zur Strahlrichtung und in Strahlrichtung, Mode (89,3 Hz):
Schwingung des Innenleiters in Strahlrichtung.
Die Art der Resonanz, ob Biege- oder Torsionsschwingung in Abhängigkeit der
Schwingungsrichtung wirkt sich dabei unterschiedlich stark auf das Hochfrequenzverhalten
der Kavität aus. Abb. 4.14 zeigt die ersten mechanischen Resonanzen für den ungünstigsten
Fall, wenn lediglich Fixpunkte der Kavität am Ort der Strahlöffnungen vorhanden sind. Dabei
ergeben sich aus der Simulation [Zaplatin03] die ersten drei Resonanzfrequenzen zu: 49,7 Hz,
89,3 Hz und 115,7 Hz.
Tabelle 8: Berechnete, mechanische Eigenresonanzen unter Berücksichtigung von
Fixpunkten an den Endkappen der Kavität.
160 MHz β=0,11 320 MHz β=0,2
Außenleiter Innenleiter Außenleiter Innenleiter
Mode Freq [Hz] Freq [Hz] Freq [Hz] Freq [Hz]
1 460 166 890 456
2 629 201 1096 624
3 645 435 1096 677
4 648 647 1105 1014
5 654 666 1108 1121
6 656 667 1186 1137
Besonders kritisch sind Querresonanzen des Innen- bzw. Außenleiters, da diese direkt
Einfluss auf die HF-Resonanzfrequenz der Struktur haben.
Betrachtet man nun den Fall, dass die Kavität an den Endkappen fixiert wird, so ergeben sich
die in Tabelle 8 aufgeführten mechanischen Resonanzen getrennt nach Innen- und
Außenleiter. Die Wahl zwischen einer 2 mm bzw. 3 mm dicken Wandstärke der verwendeten
Niob-Bleche spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Da die mechanischen Verschiebungen im