Motivation_Ringbesch.. - Prof. Dr. Oliver Kester

Kreisbeschleuniger und Speicherringe
Vorlesung
Prof. Dr. Oliver Kester, Prof. Dr. Jürgen Struckmeier,
Privatdozent Dr. Peter Hülsmann
Freitag 14 Uhr c.t.
Sommersemester 2012
O. Kester, 13.04.2012, 1
Was ist ein
„Teilchenbeschleuniger“?
Die kann man in
ebay kaufen!
Dies nicht!
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Beschleunigung von geladenen Teilchen
Mit einem elektrischen Feld
Elektronen
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Beispiel: Elektrostatischer
Beschleuniger
Fernsehröhre



+
-
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Kreisbeschleuniger: Das Zyklotron
mv 2
 qvB
r
v
q
 c  B
r
m
Zyklotron Frequenz
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Typisches Zyklotron
 Konstantes Magnetfeld und HF-Frequenz
 Die Strahlenergie ist durch relativistische
Effekte limitiert
lsoZyklotron
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TRIUMF K500 Cyclotron
Größtes
Zyklotron
der Welt:
TRIUMF,
Vancouver
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Das Synchrotron
Magnetfeld und HFFrequenz werden
synchron zur
Teilchenenergie
verändert.
Magnete
mv 2
 qvB
r
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Typisches Synchrotron
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500 MeV-Synchrotron (Uni Bonn)
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Extreme Beispiele für Synchrotrons
oder Speicherringe
Kleinster Kreisbeschleuniger
PALLAS (LMU München)
Bild Pallas
Größter Speicherring
LHC am CERN in Genf
Energie im Strahl entspricht
80 kg TNT
http:\\www.cern.ch
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Beispiel für Magnete:
Ablenkmagnet
mv 2

 qvB

mv p
B 

q
q
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Resonante Kavität
"pill box cavity"
Hohlraum-resonator
= resonant cavity
Uo
L
C
Rp
st
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Strahlemittanz
x
3
x'
px
x 
pz
px
pz
x
2
1
z
z
x'
xo'
xo'
xo
z
-xo
xo
-xo
x
1
x'
-xo'
-xo'
2
x'
3
x'
x'
-xo'
xo'
xo
x
z
-xo
x o'
-xo
xo
x
-xo'
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Resonanzen und Raumladung
(Strahlstabilität)
-dN/N
Measurements
Anzahl der
transversalen
Oszillationen pro Umlauf
= tune Q(x,y)
G. Franchetti et al., GSI-Acc-Note-2005-02-001
O. Kester, 13.04.2012, 15
Tumortherapie
O. Kester, 13.04.2012, 16
GSI Helmholtzzentrum für
Schwerionenforschung
O. Kester, 13.04.2012, 17
Die Zukunft: Facility for Antiproton
and Ion research – FAIR
O. Kester, 13.04.2012, 18