Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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K: Fachverband Kurzzeitphysik

K 4: Poster I

K 4.1: Poster

Dienstag, 13. März 2012, 16:30–18:30, Poster.V

Eisenfreie hochstromgepulste Quadrupollinsen — •Carmen Tenholt¹, Peter Spiller², Oliver Kester^1,2 und Udo Blell² — ¹Goethe Universität Frankfurt am Main — ²Gesellschaft für Schwerionenforschung GSI, Darmstadt

Stark fokussierende Elemente werden benötigt, um Ionenstrahlen hoher Intensität trotz der starken Raumladungskräfte fokussieren zu können. Die Fokussierung wird erreicht, indem der Strahl durch ein Multiplett versetzt gepolter Quadrupole geführt wird. Diese bestehen aus vier im Kreis angeordneten, abwechselnd gepolten Magneten, die in einer Ebene fokussierend, in der anderen defokussierend wirken. Um eine Fokussierung in beiden Ebenen zu erhalten, ist die Kombination von mindestens zwei Quadrupollinsen nötig. Herkömmliche Magnete sind in ihrer Feldstärke durch den Sättigungseffekt ihrer Eisenkerne begrenzt. Alternativen sind supraleitende Magnete oder, in dem hier vorgestellten Fall, gepulste eisenfreie Leiterspulen. Durch eine charakteristische cos(2θ)-- Verteilung von mehreren Leitern, die die jeweiligen Magnetpole bilden, wird eine Verbesserung der Feldqualität gegenüber Einzelleitern erreicht. Es ist möglich sehr hohe Ströme ohne aufwändige Kühlung zu verwenden (~400 kA), da die Strompulse nur kurze Zeit (100 usec) wirken. Dabei sind die Lorentzkräfte, die auf die Leiter wirken nicht zu unterschätzen. Die Energieversorgung funktioniert über eine geladene Kondensatorbank. Deren Entladung soll über einen halbleiterbasierten Schalter erfolgen. Basierend auf der benötigten Magnetfeldstärke und --qualität soll die mechanische und elektrische Auslegung des Systems diskutiert werden.