Messtechnik für Teilchenbeschleuniger
Essentielle Hilfsmittel unterstützen die Entwicklung von Beschleunigern
Teilchenbeschleuniger spielen eine Schlüsselrolle auf vielen Gebieten der Spitzenforschung. Dazu zählen die wissenschaftliche Grundlagenforschung genauso wie angewandte Disziplinen, etwa die Materialwissenschaft oder Medizin. Die technischen Komponenten dieser Beschleuniger müssen höchste Ansprüche erfüllen, insbesondere im Hinblick auf Signalerzeugung, Signalverstärkung sowie Elektroniktests und -messungen.
Rohde & Schwarz verfügt über mehr als 80 Jahre Erfahrung in der Erzeugung hochenergetischer HF-Signale, der Signalverstärkung und Entwicklung modernster Messtechniklösungen. Wir pflegen langfristige Beziehungen mit internationalen Forscherkreisen und unterstützen Labore und Institutionen weltweit mit unserem Know-how und unseren marktführenden Lösungen. Von Strahltests bis zur sicheren Teilchenspeicherung verfügen wir über die Expertise, um Sie bei der Bewältigung der hochkomplexen Anforderungen von Teilchenbeschleunigertests zu unterstützen.
Strahltests und Strahlüberwachung
Experimente der Beschleunigerphysik, etwa in Zyklotron-oder Freie-Elektronen-Laser-(FEL)-Labors, erfordern hochgenaue Messungen von Pulsparametern. Beispielsweise muss die Pulsform von HF-Pulsen kontinuierlich überwacht werden, um Schäden an den Klystronen oder Dipolmagneten des Beschleunigers zu verhindern. Diese Daten müssen kontinuierlich gespeichert und mit einer hohen Aktualisierungsrate heruntergeladen werden – eine anspruchsvolle Aufgabe, insbesondere da die Pulsrate der neuesten FEL-Generation bei 100 Hz liegt.
Teilcheninjektion und -ablenkung
Der kontinuierliche Top-Up-Betrieb bei Synchrotron-Strahlungsquellen erfordert einen vollautomatisierten Teilcheninjektionsprozess. Darüber hinaus gewinnt der Sicherheitsaspekt angesichts ständig steigender Strahlenergien und höherer Luminositäten an Bedeutung. Selbst ein geringfügiger Strahlverlust in irgendeinem Teil des Beschleunigers kann Probleme verursachen, beispielsweise einen Vakuumeinbruch in der Anlage oder eine Beschädigung des Dipolmagneten. Diese Anforderungen erzwingen wesentliche Änderungen im Steuersystem und machen ein hochzuverlässiges Sicherheitsverriegelungssystem notwendig, dessen Basis ein zur Hochfrequenzüberwachung fähiges Oszilloskop sein muss.
Für eine effiziente Teilcheninjektion (linear bis kreisförmig) sind Mikrowellen- und HF-Signalquellen mit extrem geringem Phasenrauschen erforderlich. Daher wird ein hochempfindlicher Phasenrauschanalysator zum Messen und Überwachen des Phasenrauschens benötigt. Ein solches Gerät ist auch für andere Anwendungen von großem Wert, etwa für die Beschleunigung mit geringem Verlust, die Strahlerzeugung mit konstanter Energie und die Umsetzung einer bestimmten zeitlichen Strahlstruktur (einzelne, wenige, mehrere Pakete, etc.).
