SIS18/SIS100 - Statische- und gepulste elektrische Felder

Der Chopper

 

Beim Chopper handelt es sich um eine elektrostatische Ablenkeinheit, bei der durch einen definierten Hochspannungspuls ein Stück des UNILAC-Strahls in den Ringbeschleuniger SIS18 eingelassen wird.

Durch einen Umlenkmagneten wird der Strahl aus seiner geradlinigen Bahn gelenkt und trifft bei ausgeschaltetem Chopper nach dem Passieren eines zweiten Umlenkmagneten auf einen Beamdump, der den Strahl stoppt. Während des Hochspannungspulses wird der Strahl durch das elektrische Feld so beeinflusst, dass die Flugbahn der Teilchen wieder der ursprünglichen Richtung entspricht.

Benötigt wird dieses Gerät, um den „Phasenraum“ des SIS18 mit dem deutlich zu langen Strahl aus dem Linearbeschleuniger möglichst ideal zu befüllen. Mögliche Störungen am Strahlbeginn oder –ende werden somit nicht in das SIS18 gelassen.
Weiterhin handelt es sich hierbei um eine Sicherheitseinrichtung für ein nachgeschaltetes Injektionsgerät (elektrostatisches Injektionsseptum) und Geräte der Strahldiagnose. Im Falle eines Spannungseinbruchs wird der energiereiche Ionenstrahl an dieser Stelle bereits vernichtet, um die empfindlichen Elektroden im Septum nicht zu beschädigen.

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Chopper

 

Das Funktionsprinzip baut auf die Verwendung von Hochspannungs-Schaltröhren (Thyratrons). Diese können sehr genau zum gewünschten Zeitpunkt eingeschaltet (gezündet) werden und bleiben leitend, bis der Stromfluss beendet ist.
Hier lädt ein Hochspannungsnetzgerät einen Kondensator auf, der dann durch Thy1 auf die Ablenkeinheit geschaltet wird. Um den Puls zu beenden, muss die Ablenkeinheit über Thy2 wieder entladen werden. Die Stützkapazität wird aus Gründen der Schaltereigenschaften und der Zuleitung zu der Ablenkeinheit benötigt.
Je nach verwendeter Beschleunigereinstellung und Ionensorte werden bei diesem Gerät Spannungen von 400V bis max. 30 kV bei Pulslängen zwischen 1 µs bis 400 µs verwendet.

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Funktionsweise

 

 


 

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