Signale der SD zur Strahlverlustüberwachung

Im existierenden System werden Signale zur Strahlverlustüberwachung gestellt.

Im UNILAC existiert ein System zur Strahlverlustüberwachung. Bei zu großen Strahlverlusten kann dieses System Aktionen zur Strahlunterbrechung anfordern. Die Reaktionen liegen nicht im Verantworrtungsbereich SD sondern bei den Controls.

1. Dokumente aus 2008: Strahlverlust-Überwachungsanlage,
   Info zu Trafos im Bereich Quellen, UNILAC und TK ☛
2. Technical Note “Schnelle Strahlverlust-Überwachung (SVÜ) for Unilac, TK and EH” technote_fblc_v011.docx von M. Schwickert, Hannes Reeg,
3. Infrastructur: MAPS-System und Verlustüberwachung in LSB4 ☛
4. Überlegungen zu Maschine protection SIS100 und IFC ☛

	SVÜ active! ! !		GSI-Altanlage		FAIR
Geräteklasse			UNILAC	HEST	HEBT	SIS100
Trafos			55 Stk.		24+12+4
Gitter	100μs10μs		> 31 Stk.		n.nötig
Emittanz	100μs10μs		12 Stk.		n.nötig
BLM-SZ			0		55	50
BLM-IC			0		0	200☛

Aus SD Sicht (BEA) ist zunächst nur der UNILAC Teil zu erneuern!

Trafos messen unterbrechungsfrei den Strahldurchgang innerhalb zusammenhängender Strahlzweige. In diesem Zusammenhang werden immer zwei aufeinander folgende Trafos verglichen mit ihren Zählwerten: werden dabei vorgegebene Schwellen überschritten, weil der zweite Trafo z.B: nur die Hälfte des ersten Trafos liefert, so wird das als “Strahlverlust” signalisiert und ggf. durch Controls Strahlabbruchmaßnahmen ergriffen.

Die kinetischen Energien des Teilchenstrahls können zur thermischen Zerstörung von einzelnen Gitterdrähten im UNILAC führen. Aus diesem Grund wird proaktiv bei Nutzung eines Profilgitters der “Profilgitterschutz” aktiviert: Dabei wird durch den Chopper bereits im Vorfeld eine Reduzierung der Strahlpulslänge durchgeführt und die gemessene Ladung des Profilgitters erfaßt, um notfalls weiter zu intervenieren. Es wird ein vorangehender Trafo benutzt um die Profilgitter in dem folgenden Abschnitt zu schützen!

Zwischen zwei Trafos ist bei der Emmittanzmessung der Schlitz, der den Strahl beschneidet und das Gitter, welches den Strom in dem dann gegeben ΔX mißt, zu schützen!

Geht nicht in ein automatisiertes Verlustüberwachungssystem: Ein Zweig indem man Verluste im Verlauf überwachen möchte wird durch einen Cup der eingefahren ist unterbrochen. D.h. eine “Verlustüberwachen kann nur sukksessive geschehen:
1. Cup messsen - raus - 2. Cup messen - raus - 3. Cup messen - …

Eher bei BTM?

Der Einsatz von Beamlossmonitoren zur automatisierten Strahlverlustüberwachung erscheint vom Einsatzzenario eher schwierig: potentielle Strahlverluste, z.B. durch Maschinenfehleinstellung werden örtlich punktuell auftreten; Strahlungskegel, die durch solche Verluste erzeugt werden, sind gerichtet im Raumwinkel un unterliegen auch dem Abstandquadratgesetz: daher laßen sich daher nur schwerlich Informationen für ein automatisiertes Abschaltsystem auf Vergleichsbasis gewinnen. BEA Beam Loss Monitore dienen eher dem geziehlten Aufsüren von ungeklärten Verlustursachen durch Experten. Im Bereich UNILAC sind auch gar keine vorgesehen!
Aber: im SIS 100 sind 200 BLMs geplant, die der Machine Protection zugedacht sind, daher muss auch das Voran getrieben werden!
168 BLMs dort haben feste Positionen upstream und downstream der 84 Quadrupole. Die Auswertung selbst wird komplizierter und muss längerfristig genauer geplant werden.

EXCEL mit BLMs CM-2012

Die Strahlverlustüberwachung hat ein vorgesehenes Einsatzzenario: Der Strahl soll von Start “A” (Quelle) zu Ziel “B”, wie SIS18 via TK, X,Y,Z-Zweig, etc.
Die Überwachung soll technische Fehlfunktionen überwachen, die zu Strahlverlusten führen kann.
Der UNILAC wird aber im Wesendlichen auch willkürlich durch Operateure eingestellt und gesteuert. Somit stellt sich die Frage, welche willkürlichen Eingriffe können Einfluss auf Strahlverluste haben und wie ist das dann zu bewerten in Hinblick Aktionen zum Maschinenschutz nötig oder nicht? Welche Fehleinstellungen sind dem Operateur noch erlaubt, z. B. bei Maschinenoptimierungsversuchen?

Muss die SVÜ Kenntnis haben von solchen operativen Eingriffen?

Fragen Hardwareentwickler ACO, Michal Dziewiecki M.Dziewiecki@gsi.de Proposal and Questions

Achtung: Innerhalb vier Wertagen von der LSB4-Besichtigung am Mi. 23. bis zum bis 29.3. zum Erhalt dieser Powerpoint per Email wurde das Proposal für das Gesamtsystem erstellt. Es hält vielleicht 40 Detailfragen in rot um dessen Beantwortung gebeten wird auf der letzten Folie. Auch wenn heute nicht kurzfristig alle Fragen zum Gesamtsystem gelößt werden können wird offentsichtliche eine kurzfristge Antwort erbeten!

CM: Steckerschnittstelle für Pulssignale für BLMs sind 1pol. LEMO-Buchsen Größe 00 ab VDIO-Modul. Elektr. Signalpegel wohl single ended TTL, aber 50 Ω getrieben?
CM: Wo wären die Controlseinheiten verortet? Im SIS 100 sind 3 HE im Rack benachbart zum VDIO System eingeplant?
Im LSB ist ACO Platz im Rack “15” zugesagt für SVÜ.

(neu oben — älter unten)

31.3.2022: Email mit erweiterten Vorstellungen R. Bär Chef Controls: Auch BLMs später...?

31.3.2022, Do. Donnerstag: Internes Meeting ELD. Treffen im “Kaffee-Franske” WK, KL, MW, CM, wie gehen wir es an? 30.3.2022, Mi.: Kurzantwort MW an Miachal Dziewiecki Email@30.3.2022
29.3.2022, Di.: Email v. M. Dziewiecki (ACO) mit Powerpoint und Fragen zum Gesamtentwurf SVÜ/BTM 28.3.2022, Mo.: Email MS zur Trennung System SVÜ und BTM, Definitionen 23.3. 20022, Mi.: Sightseeing mit Controls am ☛ LSB4**: Was existiert da…