Ausheizprozedur der Elektronenkanone der Testquelle spinpolarisierter Elektronen Photo-CATCH

Ausheizprozedur der Elektronenkanone der Testquelle spinpolarisierter Elektronen Photo-CATCH

Miniforschung

Elektronenkanone mit Heizbändern
Elektronenkanone mit Heizbändern

In dem Darmstädter Institut für Kernphysik befindet sich der supraleitende Elektronen Beschleuniger S-DALINAC (Superconducting DArmstadt LINear ACcelerator), der Elektronen mit einer Repetitsionsrate von 3 GHz bis auf kinetische Energien von 130 keV bei einem Strom von 20 µA beschleunigen kann. Seit der Inbetriebnahme in 1991 wird der S-DALINAC im Rahmen von Abschlussarbeiten ergänzt und modifiziert. So wurde 2011 eine zusätzliche Quelle spinpolarisierter Elektronen hinzugefügt [1]. Zur Zeit wird für diese Quelle ein Kathoden-Reinigungs- und -Testsystem aufgebaut (Photo-CATCH, Photo cathode activation, test and cleaning with atomic hydrogen [2],[3]), das polarisierte Elektronen für Polarisations-, Hochstrom- und Laufzeitexperimente erzeugt. Da Photo-CATCH vor allem als ein Testsystem für die Quelle am S-DALINAC gedacht ist, wurde es so entwickelt, dass es möglichst die selben Parameter, wie beispielsweise eine Repetitionsrate von 3 GHz besitzt. Es verfügt aber trotzdem über zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten. Bei Photo-CATCH wird die Repetitionsrate von 3 GHz bis auf subharmonische 1 MHz variierbar sein. Somit werden zum Beispiel auch Flugexperimente realisierbar sein. Außerdem ermöglicht es hochauflösende Intensitäts- und Polarisationsvermessung der Elektronenbunche von 1 ps [2]. Zur Erzeugung spinpolarisierter Elektronen für das Testsystem wird eine Elektronenkanone mit invertierter Geometrie eingesetzt. Um die Lebensdauer der Photokathode zu erhöhen, ist es nötig, in der Vakuumkammer dieser Elektronenkanone einen Hochvakuum von 10?-12 mbar zu erreichen. Hierfür werden eine 400 l Ionen-Getter-Pumpe, eine 2000 l und eine 400 l NEG-Pumpe eingesetzt. Im Folgenden werden einige zur Verständnis des Verfahrens nötige Grundlagen besprochen. Anschließend wird die Ausheizprozedur der Elektronenkanone erläutert und die Ergebnisse werden präsentiert.