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Kurier - Messages from and for employees
Ausgabe: 20-2015 | 11.05. - 17.05.
News
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FAIR “heart” under construction
Cavities for accelerator ring SIS 100
FAIR GmbH recently commissioned the German-Swiss consortium comprising RI Research Instruments GmbH, Bergisch Gladbach, Germany, and Ampegon AG, Turgi, Switzerland, with the construction of 14 cavities for the accelerator ring SIS 100. The two bidders, who already have extensive experience in cavity construction with linear accelerators, HF amplifiers and in power supply unit construction, asserted themselves in the tendering procedure. The acceptance of the first cavity is planned for the beginning of next year.
RI is building the cavities in Bergisch Gladbach on the basis of the technical planning and specification of GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH and is in charge of the development process. Together the 14 cavities literally form the “heart” of the future ring accelerator SIS 100: these components create an accelerator voltage as high as 280,000 volts. This corresponds to ten times the voltage of the existing GSI facility. Ampegon will build the tetrode power amplifiers, which supply the cavities with powerful high-frequency signals, at a German subsidiary in Dortmund. The operating frequency will be between 1100 kHz and 3200 kHz. Depending upon what type of particles scientists are using for their experiments the cycle time is between one and ten seconds – the “heartbeat” behind acceleration.
Particles close to the speed of light
Prior to the acceleration of the particles in the synchrotron the ion beam is compressed to specific lengths using pulses (the bunch), which can be accelerated in the high-frequency field. The particles can be accelerated to such an extent that they orbit the accelerator ring more than 276,000 times a second. This corresponds to about 99.95 per cent of the speed of light.
In order to be able to experiment with the ion beam it is necessary for many experiments to nullify this pulse structure – to “debunch” it. To this end RI is already building the debuncher cavities for the collector ring (CR), likewise with Ampegon PPT, a subsidiary of Switzerland’s Ampegon.
The first of series is expected at the beginning of 2016 and will be tested at GSI. “We are very confident as the cooperation to date has been extremely good. RI is a very diligent company when it comes to implementing the requirements of the specification,” emphasizes Dr. Hans Günter König, the responsible work package leader at GSI, the project manager for the FAIR accelerator facilities. As soon as the tests have been concluded and positively evaluated by experts, the series production can begin. All the other cavities then have to pass the Factory Acceptance Test (FAT). Following delivery and completion, the series devices will be installed and tested at the proposed site – in the accelerator therefore.
K. Schiebel, Kern-IT, Tel. 2703
FAIR-Herzstück geht in Bau
Kavitäten für Beschleunigerring SIS 100
Die FAIR GmbH hat kürzlich das deutsch-schweizerische Konsortium bestehend aus der RI Research Instruments GmbH, Bergisch Gladbach, und der Ampegon AG, Turgi, Schweiz, mit dem Bau von 14 Kavitäten für den Beschleunigerring SIS 100 beauftragt. Im Ausschreibungsverfahren haben sich die beiden Anbieter durchgesetzt, die bereits über umfassende Erfahrungen im Kavitätenbau bei Linearbeschleunigern, HF-Verstärkern und im Netzgerätebau verfügen. Die Abnahme der ersten Kavität ist für Anfang nächsten Jahres geplant.
RI baut die Kavitäten in Bergisch Gladbach auf Basis der technischen Planung und Spezifikation der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und ist federführend im Entwicklungsprozess. Diese Komponenten sind im Wortsinne das „Herz“ des künftigen Ringbeschleunigers SIS 100: Die 14 Kavitäten erzeugen gemeinsam eine Beschleunigungsspannung von bis zu 280.000 Volt. Das entspricht der zehnfachen Spannung der bestehenden Anlage der GSI. Ampegon wird bei einer deutschen Tochter in Dortmund die Tetroden-Endstufen bauen, die die Kavitäten mit leistungsfähigen Hochfrequenz-Signalen versorgen. Die Betriebsfrequenz wird zwischen 1100kHz und 3200kHz liegen. Abhängig davon, mit welcher Teilchenart die Wissenschaftler experimentieren, liegt die Zykluszeit zwischen einer und zehn Sekunden – der „Herzschlag“ der Beschleunigung.
Teilchen nahe der Lichtgeschwindigkeit
Vor der Beschleunigung der Teilchen im Synchrotron wird der Ionenstrom in eine zeitliche Pulsabfolge (die Bunche) gebracht, die im Hochfrequenz-Feld beschleunigt werden kann. Die Teilchen können so weit beschleunigt werden, dass sie über 276.000 Mal pro Sekunde den Beschleunigerring umrunden. Das entspricht rund 99,95 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.
Um mit dem Ionenstrom experimentieren zu können, ist es für viele Experimente notwendig, diese Pulsstruktur wieder aufzuheben – sprich sie zu „debunchen“. RI baut hierfür bereits die Debuncher-Kavitäten für den Collectorring (CR) und dies ebenfalls mit Ampegon PPT, einer Tochter der Schweizer Ampegon.
Das erste Gerät (first of series) wird für Anfang 2016 erwartet und bei der GSI getestet. „Wir sind sehr zuversichtlich, denn die bisherige Zusammenarbeit läuft ausgesprochen gut. RI ist sehr sorgfältig, wenn es darum geht, die Anforderungen der Spezifikation umzusetzen“, unterstreicht Dr. Hans Günter König, zuständiger Arbeitspaketleiter bei der GSI, die die Projektleitung der FAIR-Beschleunigeranlagen inne hat. Sobald die Tests abgeschlossen sind und von Fachleuten für positiv bewertet wurden, kann die Serienproduktion gestartet werden. Alle weiteren Kavitäten müssen dann den Factory-Acceptance-Test (FAT) bestehen. Nach Anlieferung und Fertigstellung werden die Seriengeräte eingebaut und am Aufstellungsort – sprich im Beschleuniger - getestet.
Grafik: RI Research Instruments GmbH
3D-Studie einer SIS100-Beschleunigungsstation: Die Kavitäten werden drei Meter lang, etwa 1,7 Meter hoch und circa 1,2 Metern tief sein.
3D study of an SIS 100 accelerator station: The cavities will be three meters long, about 1.7 meters high and around 1.2 meters deep.
FAIR-PR
Grundsteinlegung für neues Büro- und Kantinengebäude
Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung erweitert seine Infrastruktur. Auf 2.660 Quadratmetern Nutzfläche entstehen eine neue Kantine sowie zusätzliche Büroräume. Im April 2015 wurde der Grundstein dafür gelegt.
Aufgrund der gestiegenen Zahl an Beschäftigten besteht bei GSI der Bedarf für eine größere Kantine und weitere Büroräume. An den lichtdurchfluteten Kantinenpavillon schließt sich ein viergeschossiger Bürokomplex mit 100 Arbeitsplätzen an. Entworfen wurde das Gebäude vom Büro Muffler Architekten, Tuttlingen gemeinsam mit Kaufer + Passer Ingenieure, die die Ausschreibung für sich entschieden hatten.
Die Zeitkapsel zur Grundsteinlegung wurde mit Geldmünzen, den Grundriss- und Ansichtsplänen, den Reden, sowie der aktuellen Tageszeitung befüllt. Sie wurde anschließend im Grundstein versenkt und mit drei symbolischen Hammerschlägen besiegelt.
(v.l.n.r.) Herr Scholl, vom Büro Muffler und Leiter des Projektes vom Architekturbüro, der Architekt Herr Muffler und Herr Henschel, Technischer Direktor von GSI und FAIR beim Befüllen der Zeitkapsel. (Quelle: Said Echouaf, GSI Helmholtzzentrum)
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
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