Charakterisierung eines dispersionsfreien Ablenkmagneten des S-DALINAC Polarized Injector

Charakterisierung eines dispersionsfreien Ablenkmagneten des S-DALINAC Polarized Injector

Characterisation of a dispersion free bending magnet from S_DALINAC Polarized Injector

Bachelor Thesis

Alpha-Magnet in der SPIN-Beamline
Alpha-Magnet in der SPIN-Beamline

Der S-DALINAC polarized-electron injector (SPIN) erzeugt spin-polarisierte Elektronen, die durch einen dispersionsfreien Ablenkmagneten, einen sogenannten α-Magneten, von der vertikalen in die horizontale Ebene abgelenkt werden. Bisher kann die SPIN-Quelle Elektronen mit einer kinetischen Energie von bis zu 125 keV erzeugen. Diese soll nun umgebaut werden und Elektronen mit 200 keV erzeugen. Dazu müssen die einzelnen Bauteile der Quelle die neuen Anforderungen erfüllen. Gegenstand dieser Arbeit ist es, Magnetfeldmessungen im α-Magneten und in dessen Randfeld bei verschiedenen Stromstärken durchzuführen. Dabei soll gleichzeitig die Temperatur der Magnetspule beobachtet werden, um festzustellen bis zu welcher Stromstärke der Magnet ohne Kühlsystem betrieben werden kann, ohne dass dieser beschädigt wird. Die Temperaturmessungen dauerten bis zu 24 Stunden und ergaben, dass der α-Magnet bei Stromstärken bis zu 1, 00 A betrieben werden kann, ohne zu überhitzen. Beim letzten Betrieb der SPIN-Quelle lag die Stromstärke bei 0,80 A. Die Intensität des Magnetfeldes wird in fünf Ebenen in unterschiedlicher Höhe zwischen den Polschuhen im α-Magneten gemessen. Dazu wird der Verlauf des Feldes in verschiedenen Richtungen durch den Magneten betrachtet, um dessen Homogenität zu verifizieren. Schließlich werden noch experimentelle und simulierte Magnetfelder verglichen und eine Abhängigkeit des Magnetfeldes vom Strom des α-Magneten erstellt. Für die Simulationen wird auf eine bereits bestehende Simulation des α-Magneten in CST Studio Suite® zurückgegriffen. Weiterhin sollen die verschiedenen Trajektorien der 100 keV- und 200 keV-Elektronen miteinander verglichen und ein gegebenenfalls entstehender Versatz beim Austritt aus dem α-Magneten bestimmt werden. Es werden 100 keV-Elektronen bei einem Betriebsstrom des α-Magneten von 0,80A betrachtet, da dies die Parameter der letzten Strahlzeit mit SPIN waren. Es wird ein Versatz von 3,72mm geschätzt, der sich aus dem Vergleich der Trajektorie von 100 keV-Elektronen bei 0,80A zu der von 200 keV-Elektronen bei 1,00A ergab.

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