Bunch-Struktur Monitor

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

Bunch Strukur Monitor:Bei dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung werden Linear-Beschleuniger (LINAC) betrieben, die Ionenstrahlen bis zu einer maximalen kinetischen Energie von 70 MeV beschleunigen, siehe untenstehende Parameterliste. Ein kritischer Parameter ist dabei die longitudinale Struktur der Teilchenpakete, im weiteren Bunche genannt. Ein Monitor-System zur Messung der zeitlichen Struktur dieser Bunche ist zu entwickeln, herzustellen und an der Beschleunigeranlage in Betrieb zu nehmen. Dies beinhaltet die Herstellung der Mechanik, der Elektronik, der Daten-Akquisition und eines benutzerfreundlichen Bedienprogramms. Eine vollständige Dokumentation ist bereitzustellen. Der Monitor kann wahlweise an einem der LINACs eingebaut werden wobei zur Anpassung an die Beschleunigungsfrequenz Änderungen einiger Komponenten notwendig sind. Das Prinzip eines solchen Monitors besteht in Folgenden: Ein Draht der auf einem Potential von -10 kV liegt wird bei Bedarf in der Strahl geschoben. Durch das Auftreffen der Ionen werden sekundäre Elektronen emittiert. Diese werden durch das elektrische Potential in Richtung einer am Strahlrohrrand liegenden Blende beschleunigt, die zur Kollimation der Elektronen dient. Mit Hilfe eines nun folgenden elektro-magnetischen Feldes in einem Resonator, das phasenstarr an die Beschleunigungsfrequenz des LINACs gekoppelt ist, werden diese sekundären Elektronen seitlich abgelenkt. Der Resonator wirkt gleichzeitig als elektro-statische Linse. Nach einer Strecke von typisch 0.5 m werden die Elektronen ortsempfindlich nachgewiesen. Alternativ kann der Nachweis auch durch einen hinter einen Schlitz angebrachten Detektor erfolgen und die Phase des ablenkenden Feldes im Sinne eines Scan-Verfahrens variiert werden. Die Auflösung dieses Monitors muss besser als 1 Grad bezüglich der unten angegebenen Beschleunigungsfrequenzen sein. Es ist eine Unterdrückung der Elektronen vorzusehen, die durch Stöße mit dem Restgas entstanden sind.Das Prinzip eines derartigen Monitors ist z.B. in Referenz [1] dargestellt. Neuere Realisationen wurden kürzlich bei einer wissenschaftlichen Konferenz [2] diskutiert und sollen als Anregung zur Herstellung dienen. Der Monitor soll folgende grundlegende Parameter haben:Mechanische Kurz-Spezifikation des Monitors:Verbindungsflansch zum Strahlrohr: CF 63Andere Flansche: CF TypenEinbaulänge: ungefähr gleich 400 mmMaximale transversale Ausdehnung: 2 x 2 mLänge des Hochspannung-Drahts: ungefähr gleich 50 mmVakuumbauteile: entsprechend den GSI-Standards, wird bei der Aufforderung zur Angebotsabgabe mitgeteiltMechanische Halterungen: entsprechend den GSI-Standards, wird bei der Aufforderung zur Angebotsabgabe mitgeteiltMechanische Justierung: entsprechend den GSI-Standards, wird bei der Aufforderung zur Angebotsabgabe mitgeteiltVakuumdruck: kleiner 10-7 mbarSpezifikation der elektrischen Teile des Monitors:Steckertypen: Standardtypen wie z.B BNC, N, SMA, SHV, LEMO-HV Kabellänge Monitor zur Elektronik: bis 100 mSpezifikation bzgl der Elektronik des Monitors:- Die Referenzfrequenz wird von GSI bereitgestellt werden: 325.224 MHz, 216.816 MHz bzw. 108.408 MHz mit eine Leistung von ca. 20 dBm- Es sollen bevorzugt kommerzielle Produkte eingesetzt werden- Eine Fernsteuerung aller Funktionen ist vorzusehen- Ein Benutzer-freundliches Steuer- und Auswerteprogramm ist zu liefern.Der Monitor wird an drei verschiedenen LINACs eingesetzt werden, die folgende grundlegende Parameter haben:Kurz-Spezifikation für den UNILAC:Ionensorte: Protonen bis UranBeschleunigungsfrequenz: 108.408 MHzMinimale Strahlenergie: 1.4 MeV/uMaximale Strahlenergie: 11.4 MeV/uMinimaler Strahlstrom: 0.1 mAMaximaler Strahlstrom: 10 mAWiederholrate: 50 HzMakro-Pulse Länge: 20 µs bis 5 msMinimale Bunch Länge (rms): 100 psMaximale Bunch Länge (rms): 1000 psTyp. transversale Strahlgröße (rms): ungefähr gleich 5 mmKurz-Spezifikation für den Proton LINAC:Ionensorte: ProtonenBeschleunigungsfrequenz: 325.224 MHzMinimale Strahlenergie: 3 MeVMaximale Strahlenergie: 70 MeVMinimaler Strahlstrom: 0.3 mAMaximaler Strahlstrom: 70 mAWiederholrate: 4 HzMakro-Pulse Länge: 10 bis 100 µsMinimale Bunch Länge (rms): 30 psMaximale Bunch Länge (rms): 300 psTyp. transversale Strahlgröße (rms): ungefähr gleich 3 mmKurz-Spezifikation für den “cw LINAC”:Ionensorte: Argon bis XenonBeschleunigungsfrequenz: 216.816 MHzMinimale Strahlenergie: 1.4 MeV/uMaximale Strahlenergie: 7 MeV/uMinimaler Strahlstrom: 0.01 mAMaximaler Strahlstrom: 0.1 mAWiederholrate: cw Betrieb, Pulsung möglich Makro-Pulse Länge: cw Betrieb, Pulsung möglichMinimale Bunch Länge (rms): 50 psMaximale Bunch Länge (rms): 300 psTyp. transversale Strahlgröße (rms): ungefähr gleich 5 mmReferenzen:[1] A. Feschenko, Proc. Part. Acc. Conf. PAC 2001, Chicago, p. 517 (2001).[2] Workshop on Bunch Shape Monitors, Feb. 2013 in Lund, see https://indico.esss.lu.se/indico/conferenceDisplay.py?confId=44

Deadline
Die Frist für den Eingang der Angebote war 2013-08-27. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2013-07-25.

Wer?

• • GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

Wie?

• • Strahlenmessgeräte › Strahlenmonitoren