BEAM INSTRUMENTATION Praktikumspraesentation von Fenja, Ina und Ivo.

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1 BEAM INSTRUMENTATION Praktikumspraesentation von Fenja, Ina und Ivo

2 GLIEDERUNG Vakuumtechnik Erzeugung Messung Beam-Parameter Herausforderungen Messmethoden und Instrumente TV-Frame-Grabber Beam-Loss-Monitor SEMgrid Wire Scanner BGI Schottky-Monitor mit GateSwitch

3 DEFINITION VAKUUM 22.04.2016 von Ivo Zell 3 DruckbereichDruck in hPa (mbar)Moleküle pro cm 3 mittlere freie Weglänge Normaldruck1013,252,7 · 10 19 68 nm Grobvakuum300…110 19 …10 16 0,1…100 μm Feinvakuum1…10 −3 10 16 …10 13 0,1…100 mm Hochvakuum (HV)10 −3 …10 −7 10 13 …10 9 100 mm…1 km Ultrahochvakuum (UHV)10 −7 …10 −12 10 9 …10 4 1…10 5 km extrem hohes Vakuum (XHV)< 10 −12 < 10 4 > 10 5 km https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuum

4 ERZEUGUNG EINES VAKUUMS Luftdichtes Abschließen Schrittweises Absaugen des Luft Bake-out (Ausheizen) Weiteres Absaugen Je nach Druckbereich geeignete Pumpen/andere Messmethoden Pumpen hinter einander schalten 22.04.2016 von Ivo Zell 4

5 DREHSCHIEBERPUMPE 22.04.2016 von Ivo Zell 5 https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Rotary_vane_pump.svg

6 TURBOMOLEKULARPUMPE 22.04.2016 von Ivo Zell 6 https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumpumpe#/medi a/File:Cut_through_turbomolecular_pump.jpg

7 IONENGETTERPUMPE 22.04.2016 von Ivo Zell 7 http://anorganik.chemie.vias.org/img/ionengetterpumpe.png

8 WÄRMELEITUNGS-VAKUUMMETER (PIRANI) Wärmeleitfähigkeit von Gasen druckabhängig 22.04.2016 von Ivo Zell 8 https://de.wikipedia.org/wiki/Pirani- Vakuummeter#/media/File:Prinzipaufbau _eines_Piranivakuummeters.jpg

9 KALTKATHODEN- IONISATIONSVAKUUMMETER (PENNING) Elektronen aus Gas werden beschleunigt und dadurch entstehende Ionen gemessen 22.04.2016 von Ivo Zell 9

10 GLÜHKATHODEN- IONISATIONSVAKUUMMETER (BAYARD- ALPERT) Elektronen aus Glühkathode werden beschleunigt und dadurch entstehende Ionen gemessen 22.04.2016 von Ivo Zell 10 https://de.wikipedia.org/wiki/Ionisations- Vakuummeter#/media/File:Bayard-Alpert.svg

11 HERAUSFORDERUNGEN Dichtigkeit Ausgasen der Materialien im Vakuum

12 BEAM-PARAMETER Intensitaet Position Transversale Ausdehnung und Form Geschwindigkeitsverteilung (Energie/ Geschwindigkeit)

13 HERAUSFORDERUNGEN Strahlung Vakuum Temperatur Moeglichst geringe Beeinflussung des Strahles Weiter Messbereich Testmoeglichkeiten Logistischer Aufwand

14 MESSMETHODEN UND INSTRUMENTE TV FRAME GRABBER U. RaichCAS Divonne2009 BeamDiagnostics

15 MESSMETHODEN UND INSTRUMENTE BEAM LOSS MONITOR

16 MESSMETHODEN UND INSTRUMENTE SEMGRID U. RaichCAS Divonne2009 BeamDiagnostics

17 MESSMETHODEN UND INSTRUMENTE WIRE SCANNER U. RaichCAS Divonne2009 BeamDiagnostics http://static.memrise.com/uploads/things/images/1566 6940_130429_1045_51.png

18 SCHOTTKY-MONITOR Bisher Mittelwertmessung Geschwindigkeit des Bunches Schottky-Monitor Messung der Chromatizitaet und des Tunes Geschwindigkeit INNERHALB des Bunches Funktionsprinzip Trigger-Signal Selektion einzelner Bunches im GateSwitch Spannungsmessung Differenzbildung

19 VERMESSUNG DES GATESWITCHES

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21 BILDQUELLEN U. RaichCAS Divonne2009 BeamDiagnostics, in: indico, unter: http://indico.cern.ch/event/43703/contributions/1086892/attachments/9392 50/1331883/Raich-1.pdf (aufgerufen am 21.04.) Gauss-Glocke: http://static.memrise.com/uploads/things/ images/15666940_130429_1045_51.png