Bonn 2010 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 39: Beschleunigerphysik XIII

HK 39.4: Vortrag

Mittwoch, 17. März 2010, 14:50–15:05, HG ÜR 9

Bunchkompressor für intensive Protonenstrahlen — •Long Phi Chau, Martin Droba, Oliver Meusel, Daniel Noll, Ulrich Ratzinger und Christoph Wiesner — Institut für Angewandte Physik, Goethe-Universität, Frankfurt/Main

Die Frankfurter Neutronenquelle FRANZ befindet sich im Aufbau. Ein wichtiger Bestandteil dieser Maschine ist ein System zur Verdichtung von intensiven, quasimonoenergetischen Protonenpaketen. Neun Teilchenpakete mit einer Gesamtlänge von 45.6ns verlassen den Linearbeschleuniger mit einer Sollenergie von 2MeV bei einer Intensität von 150mA mit einer Repetitionsrate von 250kHz. Ein periodisches Feld erzeugt durch einen 5MHz-Leitungsresonator lenkt die Teilchenpakete auf Bahnen mit unterschiedlicher Länge in ein Dipolsystem. Aufgrund des Wegunterschieds überwinden die Teilchenpakete ihren longitudinalen Abstand beim Durchfliegen des Systems. Die niedrige Geschwindigkeit beta=0.064 und die hohe Intensität 5.3E9 Protonen pro Teilchenpaket erfordert eine detaillierte Studie und Optimierung des raumladungsdominierten Transports. Für die transversale Strahldynamik wurde die Kantenfokussierung der Dipole optimiert. Aufgrund der hohen Raumladung und der Dispersion im Dipol ist es notwendig Rebuncherkavitäten für die longitudinale Fokussierung einzusetzen. Mit diesem kombinierten Konzept ist es möglich 50ns lange Teilchenpaketketten auf eine 1ns bei Spitzenströmen größer als 10A zu komprimieren. In diesem Beitrag wird über die Entwicklung der Simulationswerkzeuge und die Komponenten des Bunchkompressor berichtet.