Göttingen 2012 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 82: Beschleunigerphysik 4

T 82.5: Vortrag

Dienstag, 28. Februar 2012, 17:45–18:00, VG 1.104

Berechnung von Eigenmoden für ferritgeladene Kavitäten — •Klaus Klopfer, Wolfgang Ackermann und Thomas Weiland — Theorie Elektromagnetischer Felder, TU Darmstadt, Darmstadt, Deutschland

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt das Schwerionensynchrotron SIS18 zum Zwecke der Grundlagenforschung. In dem Ring sind zwei Ferritkavitäten installiert, die für die Beschleunigung der geladenen Teilchenstrahlen sorgen. Während der Phase der Beschleunigung ist es erforderlich, die Resonanzfrequenz dieser Kavitäten an die Umlauffrequenz der Teilchen anzupassen, da die Geschwindigkeit der schweren Ionen kontinuierlich zunimmt. Hierzu sind im Resonator spezielle vormagnetisierte Ferritringe angebracht. Durch die Wahl des Vormagnetisierungsstroms können die differentielle Permeabilität des installierten Ferritmaterials und damit die Eigenfrequenz des ganzen Resonatorsystems angepasst werden.

Das Ziel dieser Arbeit ist die numerische Bestimmung der niedrigsten Eigenmoden einer ferritgeladenen Beschleunigerkavität unter Verwendung der Methode der Finiten Integration. Da die zugrunde liegenden Eigenmoden von der differentiellen Permeabilität abhängen, wird zunächst das statische magnetische Feld berechnet, welches durch den Vormagnetisierungsstrom hervorgerufen wird. Mit der Kenntnis dieser statischen Lösung können dann die Eigenmoden mit einem Jacobi-Davidson Eigenlöser gefunden werden. Die Implementierung zielt insbesondere auf eine effiziente Berechnung bei Maschinen mit verteiltem Speicher ab.