Freitag, 11. Oktober 2019

Bekommt PETRA-III ein Harmonischen-HF-System?

Bei PETRA-IV werden die Bunche extrem kurz sein, so dass der daraus resultierende Spitzenstrahlstrom bis zu 1300 A betragen wird. Zum Vergleich: Bei PETRA-III beträgt der Spitzenstrahlstrom 205 A. Die hohe Bunch-Ladungsdichte reduziert die Bunch-Lebensdauer stark und ist auch gefährlich für diverse Maschinenkomponenten (Strahlstommonitore, Vakuum-Schiebestücke, Cavities). Sie lässt sich reduzieren wenn man die Bunche longitudinal streckt. Dafür setzt man sogenannte Harmonischen-HF-Systeme ein, die bei einer vielfachen der Beschleunigungsfrequenz betrieben werden. Durch die Überlagerung der beiden Frequenzen "sieht" der umlaufende Bunch dann ein flaches Beschleunigungsspannungs-Plateau anstatt einer steilen Beschleunigungsspannungs-Flanke und seine Ladung verteilt sich über einen längeren Bereich.

Das es bei DESY keine Erfahrung mit dem Betrieb von Harmonischen-HF-Systemen (mehr) gibt und man schon mit PETRA-III einiges für PETRA-IV lernen könnte, kam der Wunsch auf, in PETRA-III ein Harmonischen-HF-Systeme für Studienzwecke aufzubauen. Alle wesentlichen Komponenten dafür (Cavities, Klystron, Zirkulator, Hohlleiter) sind vorhanden. Es wären lediglich noch der Beschluss und einiges an Arbeitskraft erforderlich um die Sache in die Tat umzusetzen.
Es gibt da allerdings noch einen Show-Stopper. Die HOM-Impedanz der vorhandenen 1-GHz 6-Zeller ist zu hoch. Sie müsste durch HOM-Dämpfungsmaßnahmen im Frequenzbereich 1525 .. 1550 MHz um den Faktor 100 reduziert werden.



Erste Untersuchungen zur HOM-Dämpfung wurden durchgeführt. Ob sie Erfolg haben werden ist noch nicht abzusehen. 





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