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projects:ipm-sis:overview [2015/12/04 11:48] t.giacomini |
projects:ipm-sis:overview [2015/12/07 10:39] t.giacomini [Systembeschreibung] |
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- | Linking to a specific section is possible, too. Just add the section name behind a hash character as known from HTML. | + | ==== Systembeschreibung ==== |
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+ | Ein IPM (Ionisations Profil Monitor) wird verwendet um das Profil des Teilchenstrahls in Kreisbeschleunigern zu messen. Das Profil liefert Informationen, | ||
- | hallo | + | Der Ionenstrahl läuft im SIS (Schwer-Ionen-Synchrotron) der GSI mit einer Frequenz von ca. 214 kHz((Synchrotronfrequenu)) um, bei Injektionsenergie. Dabei kann sich das Strahlprofil in Abhängigkeit der Beschleunigereinstellungen ändern. Beim “Kühlen” mit dem Elektronenkühler wird der Strahl fokussiert und das gemessene Profil verändert sich. Auch beim Beschleunigen des Ionenstrahles wird der Ionenstrahl fokussiert. Zur Optimierung des Beschleunigers und für weiterführende Erkenntnisse benötigt man ein sowohl zeitlich wie auch räumlich möglichst hoch aufgelöstes Ionenstrahlprofil. Der Ionenstrahl ionisiert beim Umlaufen im Beschleuniger die im Beschleuniger verbliebenen Restgase, in der Hauptsache Wasserstoff. Die dabei entstehenden Wasserstoffionen können durch Anlegen eines senkrecht zum Ionenstrahl ausgerichteten elektrischen Feldes abgesaugt und zu einem ortsauflösenden Teilchendetektor beschleunigt werden. Auf dem Teilchendetektor treffen die Restgasionen entsprechend dem Ionenstrahlprofil verteilt auf. Aus dem Signal des ortsauflösenden Teilchendetektors kann man nun mit einem Datenaufnahmesystem das Profil erfassen. |
+ | Der Teilchendetektor besteht beim IPM im SIS18 aus einem MCP–Phosphor Modul. Das heißt, die senkrecht zum Ionenstrahl abgesaugten Wasserstoffionen treffen zunächst auf ein MCP (Multi-Channel-Plate, | ||
+ | Der IPM im SIS verfügt über 2 Auslesearten. Eine langsame aber räumlich hochauflösende CCD Kamera mit einer Bildrate von ca. 50 Bildern / Sekunde und einer Ortsauflösung von ca. 0,1mm. Die andere Auslese mit einem PMT Array (Photo Multiplier Tube Array) ist wesentlich schneller mit einer Bildrate von 1.000.000, bietet aber eine etwas geringere Ortsauflösung von ca. 1mm. Mit der schnellen Datenaufnahme können entsprechend schnelle Strahlprofiländerungen pro Ionenstrahlumlauf im Beschleuniger gemessen werden, die vorwiegend bei und nach der Injektion des Ionenstrahles in den Kreisbeschleuniger ablaufen. Dabei ist der Ionenstrahl im Allgemeinen aufgeweitet, | ||
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- | ** Systembeschreibung ** | ||
- | Ein IPM (Ionisations Profil Monitor) wird verwendet um das Profil des Teilchenstrahls in Kreisbeschleunigern zu messen. Das Profil liefert Informationen, | ||
- | Der Ionenstrahl läuft im SIS (Schwer-Ionen-Synchrotron) der GSI mit einer Frequenz von ca. 214 kHz um, bei Injektionsenergie. Dabei kann sich das Strahlprofil in Abhängigkeit der Beschleunigereinstellungen ändern. Beim “Kühlen” mit dem Elektronenkühler wird der Strahl fokussiert und das gemessene Profil verändert sich. Auch beim Beschleunigen des Ionenstrahles wird der Ionenstrahl fokussiert. Zur Optimierung des Beschleunigers und für weiterführende Erkenntnisse benötigt man ein sowohl zeitlich wie auch räumlich möglichst hoch aufgelöstes Ionenstrahlprofil. Der Ionenstrahl ionisiert beim Umlaufen im Beschleuniger die im Beschleuniger verbliebenen Restgase, in der Hauptsache Wasserstoff. Die dabei entstehenden Wasserstoffionen können durch Anlegen eines senkrecht zum Ionenstrahl ausgerichteten elektrischen Feldes abgesaugt und zu einem ortsauflösenden Teilchendetektor beschleunigt werden. Auf dem Teilchendetektor treffen die Restgasionen entsprechend dem Ionenstrahlprofil verteilt auf. Aus dem Signal des ortsauflösenden Teilchendetektors kann man nun mit einem Datenaufnahmesystem das Profil erfassen. | ||
- | Der Teilchendetektor besteht beim IPM im SIS18 aus einem MCP–Phosphor Modul. Das heißt, die senkrecht zum Ionenstrahl abgesaugten Wasserstoffionen treffen zunächst auf ein MCP (Multi-Channel-Plate, | ||
- | Der IPM im SIS verfügt über 2 Auslesearten. Eine langsame aber räumlich hochauflösende CCD Kamera mit einer Bildrate von ca. 50 Bildern / Sekunde und einer Ortsauflösung von ca. 0,1mm. Die andere Auslese mit einem PMT Array (Photo Multiplier Tube Array) ist wesentlich schneller mit einer Bildrate von 1.000.000, bietet aber eine etwas geringere Ortsauflösung von ca. 1mm. Mit der schnellen Datenaufnahme können entsprechend schnelle Strahlprofiländerungen pro Ionenstrahlumlauf im Beschleuniger gemessen werden, die vorwiegend bei und nach der Injektion des Ionenstrahles in den Kreisbeschleuniger ablaufen. Dabei ist der Ionenstrahl im Allgemeinen aufgeweitet, | ||
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