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Die ESR-Maschine

Der Experimentier-Speicherring ESR erlaubt die Speicherung geladener Teilchen mit relativistischen Geschwindigkeiten über einen weiten Bereich von Massen und Energien. Das Hauptinteresse liegt bei hochgeladenen Schwerionen und radioaktiven Strahlen, die im Fragment-Separator FRS produziert werden. Alle im ESR genutzten Ionen werden im Schwerionen-Synchrotron SIS auf die erforderlichen Energien beschleunigt und zum ESR transferiert. Wesentliches Merkmal des ESR ist die Möglichkeit, die Qualität des gespeicherten Strahls durch Phasenraumkühlung um viele Größenordnungen zu verbessern. Hierfür steht sowohl Elektronenkühlung wie auch stochastische Kühlung zur Verfügung. Für Experimente mit gespeicherten Strahlen wurde ein internes Gas-Target in eine gerade Strecke des ESR integriert. Ein weiteres Merkmal des ESR ist die Möglichkeit, die bei hohen Energien produzierten hochgeladenen Ionen- und Fragmentstrahlen auf niedrige Energien abzubremsen. Die abgebremsten Strahlen können für Experimente im Speicherring genutzt werden oder aus dem Speicherring extrahiert werden. Dafür steht ein langsames Extraktionsverfahren für Experimente an externen Targets zur Verfügung oder eine schnelle Extraktion, mit der die niederenergetischen Ionen zur weiteren Abbremsung zum CRYRING oder dem HITRAP-Linearbeschleuniger weitergeleitet werden können. Die Speicherung hochgeladener Ionen, insbesondere bei niedrigen Energien erfordert ein ausgezeichnetes Vakuum, weshalb der ESR mit einem UHV-System ausgestattet ist, das einen Druck im Bereich von 10-11 mbar erlaubt.

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Ein Teil des ESR (orange Dipolmagnete, rot Quadrupolmagnete).
circumference 108.36 m
maximum bending power 10 Tm
magnets 6 diplole magnets
20 quadrupole magnets
8 sextupole magnets
12 horizontal steerers
8 vertical steerers
rf 2 rf cavities
max. voltage 5 kV each
frequency 0.8-5.0 MHz
electron
cooling
Voltage 2-240 kV
max. electron current 1 A
electron beam diameter 5 cm
interaction length 2.5 m
max. solenoidal field 200 mT
stochastic
cooling
Bandwidth 0.9-1.7 GHz
installed CW power 2.4 kW
longitutinal cooling: Palmer,
TOF or notch filter
vacuum Operational 10-11 mbar
bakeable up to 300 °C
beam
diagnostics
12 position monitors
dc transformer
fast current transformer
2D beam profile monitor
broad band Schottky monitor
resonant Schottky monitor injection
directly from SIS18 synchrotron
or via fragment Separator FRS
fast partial aperture kicker
extraction 2 extraction points fast
kicker extractionor ultraslow
charge exchange extraction
experimental equipment internal gas jet target
movable detector pockets
laser beam windows
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