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05.05.2015 | Kavitäten für Beschleunigerring SIS 100 beauftragt

Copyright: RI Research Instruments GmbH

3D-Studie einer SIS100-Beschleunigungsstation

 

Die FAIR GmbH hat kürzlich das deutsch-schweizerische Konsortium bestehend aus der RI Research Instruments GmbH, Bergisch Gladbach, und der Ampegon AG, Turgi, Schweiz, mit dem Bau von 14 Kavitäten für den Beschleunigerring SIS 100 beauftragt. Im Ausschreibungsverfahren haben sich die beiden Anbieter durchgesetzt, die bereits über umfassende Erfahrungen im Kavitätenbau bei Linearbeschleunigern, HF-Verstärkern und im Netzgerätebau verfügen. Die Abnahme der ersten Kavität ist für Anfang nächsten Jahres geplant.

RI baut die Kavitäten in Bergisch Gladbach auf Basis der technischen Planung und Spezifikation der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und ist federführend im Entwicklungsprozess. Diese Komponenten sind im Wortsinne das „Herz“ des künftigen Ringbeschleunigers SIS 100: Die 14 Kavitäten erzeugen gemeinsam eine Beschleunigungsspannung von bis zu 280.000 Volt. Das entspricht der zehnfachen Spannung der bestehenden Anlage der GSI. Ampegon wird bei einer deutschen Tochter in Dortmund die Tetroden-Endstufen bauen, die die Kavitäten mit leistungsfähigen Hochfrequenz-Signalen versorgen. Die Betriebsfrequenz wird zwischen 1100kHz und 3200kHz liegen. Abhängig davon, mit welcher Teilchenart die Wissenschaftler experimentieren, liegt die Zykluszeit zwischen einer und zehn Sekunden – der „Herzschlag“ der Beschleunigung.

Teilchen nahe der Lichtgeschwindigkeit

Vor der Beschleunigung der Teilchen im Synchrotron wird der Ionenstrom in eine zeitliche Pulsabfolge (die Bunche) gebracht, die im Hochfrequenz-Feld beschleunigt werden kann. Die Teilchen können so weit beschleunigt werden, dass sie über 276.000 Mal pro Sekunde den Beschleunigerring umrunden. Das entspricht rund 99,95 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Um mit dem Ionenstrom experimentieren zu können, ist es für viele Experimente notwendig, diese Pulsstruktur wieder aufzuheben – sprich sie zu „debunchen“. RI baut hierfür bereits die Debuncher-Kavitäten für den Collectorring (CR) und dies ebenfalls mit Ampegon PPT, einer Tochter der Schweizer Ampegon.

Das erste Gerät (first of series) wird für Anfang 2016 erwartet und bei der GSI getestet. „Wir sind sehr zuversichtlich, denn die bisherige Zusammenarbeit läuft ausgesprochen gut. RI ist sehr sorgfältig, wenn es darum geht, die Anforderungen der Spezifikation umzusetzen“, unterstreicht Dr. Hans Günter König, zuständiger Arbeitspaketleiter bei der GSI, die die Projektleitung der FAIR-Beschleunigeranlagen inne hat. Sobald die Tests abgeschlossen sind und von Fachleuten für positiv bewertet wurden, kann die Serienproduktion gestartet werden. Alle weiteren Kavitäten müssen dann den Factory-Acceptance-Test (FAT) bestehen. Nach Anlieferung und Fertigstellung werden die Seriengeräte eingebaut und am Aufstellungsort – sprich im Beschleuniger - getestet.


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3D-Studie einer SIS100-Beschleunigungsstation
3D-Studie einer SIS100-Beschleunigungsstation: Die Kavitäten werden drei Meter lang, etwa 1,7 Meter hoch und circa 1,2 Metern tief sein.
Copyright: RI Research Instruments GmbH