Samstag, 31. Dezember 2011

PETRA-III, das zweite Betriebsjahr 2011


Das 2.Betriebsjahr begann mit einem beängstigenden Befund an den Feedback-Cavities. Die HF-Vakuumdurchführungen waren durch Wärmeeinwirkung teilweise bläulich angelaufen. Außerdem war bei jeder zweiten Cavity die Pick-Up-Loop abgebrannt. Vermutlich war das im letzten Betriebswochenende 2010 geschehen, als Maschinenstudien mit bis zu 100mA in 60 Bunchen und 90mA in 40 Bunchen durchgeführt worden waren. Zur Entlastung der HF-Vakuumdurchführungen wurde die Lastgüte der Feedback-Cavities  durch eine veränderte äußere Beschaltung halbiert. Die resultierende Reduzierung der Feedback-Spannung um ca. 35% musste dabei in Kauf genommen werden. Eine negative Auswirkung auf die Strahlstabilität wurde nicht beobachtet.
 

Ab März waren alle Cavities mit Temperaturregelungen ausgestattet. Es war nun möglich für jede Cavity einen individuellen Temperatursollwert vorzugeben und dessen Oberflächentemperatur auf +/-0,2°C stabil zu halten, um gegebenenfalls die Wirkung von strahlstabilitätsbeeinflussenden HOMs zu reduzieren. Für diesen Zweck wurden die Temperaturregelungen allerdings noch nie genutzt, da sie sich in anderer Hinsicht als sehr wirkungsvolle Werkzeuge erwiesen. Bereits im Vorjahr war aufgefallen, dass ṙ-Interlocks häufig im Zusammenhang mit Kühlwassertemperaturänderungen auftreten. Mithilfe der Temperaturregelungen wurde nun versucht für jede Cavity die Temperatur zu finden, bei der keine ṙ-Interlocks mehr auftreten. Die Maßnahme schien erfolgversprechend. Der Anteil der Störungen durch ṙ-Interlocks sank von 50% auf unter 30%. Sie wurden aber unverändert zu 75% von den Cavities der Anlage Süd-Links ausgelöst.
 

Im März wurden zwei weitere Störungsquellen erkannt. Alle HF-Signalkabel waren fehlerhaft konfektioniert worden. Die verwendeten N-Stecker passten nicht zum verwendeten RG214-Kabel und hatten vermutlich etliche Störungen durch Wackelkontakte ausgelöst. Eine andere Störquelle betraf das Kühlwassersystem. Es gab immer wieder Störungsauslösungen durch unzuverlässige Durchflusswächter, die mal mangelnden Kühlwasserdurchfluss meldeten, ein anderes Mal, trotz abgedrehtem Kühlwasser, vollen Kühlwasserdurchfluss signalisierten. Dem Problem wurde zunächst durch wöchentliche Funktionsprüfung aller Durchflusswächter begegnet.
Drei Störungsursachen wurden erkannt.

  1. Der Arbeitsbereich der Durchflusswächter in den Einkopplerkühlkreisen der Cavities war zu groß gewählt worden. Dadurch meldeten diese fehlerhaft öfters mangelnden Kühlwasserdurchfluss.

  2. Der Kühlwasserdurchfluss in den Plunger-Kühlkreisen der Cavities war teilweise zu schwach eingedrosselt und dadurch zu groß für den Arbeitsbereich der Durchflusswächter, die deshalb öfters verklemmten und bei abgedrehtem Kühlwasser vollen Kühlwasserdurchfluss signalisierten.

  3. Durch Schmutz im Kühlwassersystem setzten sich häufig die Schmutzfangsiebe zu.



Am 11.5.2011 reißt während der Maschinenstudien mit 80mA in 40Bunchen das Quarzfenster der Cavity SR_Cy3 und belüftet das Vakuumsystem. Die Ursache offenbart sich erst zwei Jahre später.

 

 


 
Ende Mai wurde zufällig während des Service-Tages an der Anlage Süd-Links, bei einem Blick durch das dem Einkoppler gegenüberliegende Quarzfenster, bei der Cavity SL_Cy4 ein leuchtender Einkoppler entdeckt. Ab einer Leistung von ca. 30kW ein war deutlich ein blaues Leuchten erkennbar, das bei Verstimmung der Cavity zu niedriger Frequenz intensiver wurde und bei Verstimmung zu höherer Frequenz sektorweise erlosch. Weiterhin wurde noch ein kleiner, scheinbar rotglühender Punkt, an der Iris des „downstream“ gelegenen „Nose-Cones“ der Mittelzelle derselben Cavity entdeckt. Bei einer daraufhin durchgeführten Inspektion aller Cavities konnten keine weiteren Leuchteffekte entdeckt werden. Trotz des leuchtenden Einkopplers war bisher keine erhöhte Störanfälligkeit der Cavity erkennbar.
 
Dieses Bild wurde während eines Strahl-Dumps aufgezeichnet.  Das helle Leuchten hielt einige Sekunden an; solange bist die durch den Strahl verstimmte Cavity wieder aubgestimmt war.