Freitag, 2. November 2018

Weihnachtsfeier 2018




Impressionen des Jahres 2018

Liebe Pensionäre es ist bald wieder so weit!

Am 
Mittwoch dem 19.12.2018
findet unsere Weihnachtsfeier statt


Programm:

Teil 1: Besichtigung der NDR-Rundfunksenderanlage in Moorfleet
  • Adresse: Unterer Landweg 93, 22113 Hamburg
  • Uhrzeit:   15:00 Uhr


Anfahrt mit dem HVV




Teil  2: Essen iRestaurant " BLOCKBRÄU "
  • Adresse:  St. Pauli Landungsbrücken 3, 20359 Hamburg
  • Uhrzeit:   18:30 Uhr

Folgende Pensionäre haben bereits zugesagt:

  1. P.H.
  2. R.W.
  3. A.S.
  4. P.N.
  5. A.R.
  6. K.R.





Freitag, 12. Oktober 2018

Dosisleistung durch Röntgenstrahlung der PETRA 5- und 7-Zeller


Die beim Betrieb einer Cavity entstehende Röntgenstrahlung ist nicht unerheblich und hängt exponentiell von der erzeugten HF-Spannung und etwa linear vom Gasdruck ab. Verursacht wird die Röntgenstrahlung durch Elektronen, die aus der Wandung oder durch Ionisation aus dem Restgas ausgelöst und im HF-Feld beschleunigt werden. Ihre Maximalenergie hängt von der Spannung ab, die sie durchlaufen bevor sie an einer Wandung abgebremst werden und Bremsstrahlung (Röntgenstrahlung) erzeugen. 
Der Zusammenhang zwischen HF-Spannung und erzeugter Röntgenstrahlung wurde zuletzt im Jahr 1984 untersucht und in dem Internen Bericht DESY D3/MHF-51 "Die Dosisleistung durch Röntgenstrahlung beim Betrieb von Hochfrequenz-Resonatoren" dokumentiert. 1984 wurde messtechnisch verifiziert, dass der Betrieb von 5- oder 7-zelligen Cavities vom Typ PETRA unterhalb einer Verlustleistung von 50 kW bezüglich des Strahlenschutzes unbedenklich ist. Sicherheitshalber wurde derzeit die Grenze für den HF-Betrieb ohne zusätzliche Strahlenschutzmaßnahmen (vulgo "Interlockgebiet") auf 40 kW Verlustleistung begrenzt. 40 kW entspricht bei einem PETRA-5-Zeller einer HF-Spannung von 235 kV/Zelle und bei einem PETRA-7-Zeller einer HF-Spannung von 215 kV/Zelle.
Die Messungen von 1984 wurden jetzt am Cavity-Teststand CaTs einer Überprüfung unterzogen und konnten im Rahmen der Messgenauigkeit bestätigt werden. 

Die Strahlenschutzverordnung schreibt ab einer Ortsdosisleistung von 3 µSv/h die Einrichtung eines Kontrollbereiches vor. Dieser Grenzwert wurde gemäß der Messungen von 1984 bei einer HF-Spannung von 243 kV/Zelle erreicht. Gemäß der aktuellen Messungen sind 277 kV/Zelle erforderlich, um dem Grenzwert zu erreichen.  Beim PETRA-5-Zeller entspricht 277 kV/Zelle einer Cavity-Verlustleistung von 56 kW. Beim PETRA-7-Zeller entspricht 277 kV/Zelle einer Cavity-Verlustleistung von 67 kW. Der Verlustleistungsgrenzwert von 40 kW kann somit als sicher betrachtet werden.
 
Positionierung der Gamma-Detektoren an der Cavity-Stirnseite. Erwartungsgemäß ist die gemessene Dosisleitung auf der Cavity-Achse (Messposition 1) am höchsten. Die Dosisleistung an Messposition 2 ist ca. 2 Größenordnungen niedriger

Postionierung eines Gamma-Detektors am Zellenmantel. Die Dosisleistung an Messposition 3 ist ebenfallls ca. 2 Größenordnungen niedriger als bei Messposition 1

Donnerstag, 6. September 2018

Gibt es ein zweites Leben für die seit Jahrzehnten im DORIS-Keller eingelagerten 1-GHz-Cavities?

Aufgrund des steigenden Platzbedarfs für SINBAD in den ehemaligen DORIS-Kellerbereichen wurde schon darüber nachgedacht die seit dem Ende von PETRA-I im DORIS-Keller eingelagerten 1-GHz-Cavities zu verschrotten. Jetzt kam allerdings die Idee auf, einen Teil davon (etwa 3 bis 5 Stück) für ein neues Harmonischen-HF-System zur Bunch-Verlängerung bei PETRA-III zu verwenden.

Seit dem Ende von PETRA-I im DORIS-Keller eingelagerte 1-GHz-Cavities
 Ob es dazu kommen wird hängt von mehreren Bedingungen ab. Eine notwendige Bedingung ist die Möglichtkeit einer wirksamen HOM-Bedämpfung. Erste Ideen zur Realisierung einer simplen und wirkungsvollen HOM-Bedämpfung werden derzeit untersucht.

Freitag, 17. August 2018

Neuer 13-GHz-Spektrumanalysator lauscht am Strahl

Zur Beobachtung von Strahlinstabilitäten wurde ein neuer Spektrumanalysator mit 13,6 GHz Bandbreite beschafft. Das zur analysierende Strahlsignal wird parasitär aus einem der longitudinalen Feedback-Cavities in PETRA-Ost abgenommen und auf kurzem Kabelweg zu dem im Feedback-Container PETRA-Ost installierten Spektrumanalysator geleitet. Der Spektrumanalysator kann via Remote Desktop vom Beschleunigerkontrollraum aus für Maschinenstudien bedient werden.

Eine unter vielen interessanten Anwendungsmöglichkeit ist die Messung der Bunch-Länge in Echtzeit. Ein Bunch sieht für den Spektrumanalysator aus wie ein kurzer, periodisch wiederkehrender Strompuls. Ein solcher Strompuls weist in seinem Frequenzspektrum eine charakteristische Lücke auf. Der Kehrwert dieser Frequenzlücke entspricht der Bunch-Länge. Die Bunch-Länge von PETRA-III beträgt bei normalen Betriebsbedingungen 100 ps (FWHM). Daher liegt die Frequenzlücke bei 1/100 ps = 10 GHz.


Dienstag, 7. August 2018

Bessere Diagnose bei HV-Überschlägen an den PETRA-Senderanlagen

Trotz der bereits im August 2017 im Artikel "Gelegentliche HV-Überschläge am Sender PETRA-SL" beschriebenen Maßnahmen, kam es wiederholt zu Überschlägen, ohne dass der Überschlagsort lokalisiert werden konnte. Um diesen Mangel zu beheben, wurde in den Stromkreis zum Modulator-Netzteil und in den
Stromkreis zur Modulationsanode des Klystrons je ein Widerstand eingebaut.

Am Messspannungsteiler zur Modulationsanodenspannungsmessung installierte Widerstände zur Lokalisierung von HV-Überschlägen

Mithilfe dieser Widerstände ergeben sich unterschiedliche Signaturen der am Messspannungsteiler gemessenen Spannungsverläufe; je nachdem, ob sich ein Überschlag am oder im  Modulator-Netztei, im Bereich des Modulators oder im Bereich der Klystron-Kanone ereignet.

HOM-Radio

Zur Beobachtung von higer order modes "HOM" wurde für PETRA-III ein System entwickelt und gebaut, dass bis zu 100 HOMs pro Cavity empfangen und die Amplitudenwerte archivieren kann. Das System befindet sich noch im Versuchsstadium und scannt derzeit nur die sechs Cavities des HF-Systems PETRA-Süd-Links. Die Erweiterung auf das HF-Systems PETRA-Süd-Rechts soll noch in diesem Jahr erfolgen. 

Provisorischer HOM-Radio-Laborwagen-Aufbau im PETRA-Tunnel zwischen den Cavities

  Das HOM-Überwachungssystem funktioniert nach dem Prinzip eines Überlagerungsempfängers (auch Superheterodynempfänger oder kurz Superhet genannt) und hat daher den Namen HOM-Radio bekommen.

Der Empfangsbereich des HOM-Radios reicht von 500 MHz bis 2 GHz. Derzeit werden 40 Kanäle im Frequenzbereich zwischen 692 MHz und 1,837 GHz mit einer Abtastrate von 10 Kanälen pro Sekunde gescannt.

Eine speziell für das HOM-Radio entwickeltes Softwareprogramm dient zur visuellen Darstellung und Auswertung der HOM-Signale.

Beta-Version der Visualisierungs- und Auswertesoftware







Montag, 25. Juni 2018

HERA-Tunnel Nord ist für ALPS geräumt

Das Experiment ALPS-II soll im HERA-Tunnel Nord aufgebaut werden. Dazu war es erforderlich, den geraden Tunnelbereich von HERA-Nord-Links bis Nord-Rechts frei zu räumen. Neben ein paar Magneten des Protonen-Ringes mussten die beiden HF-Strecken abgebaut werden. Die Hohlleiter wurden direkt verschrottet während die Cavities zunächst einmal in der Senderhalle HERA-Nord eingelagert wurden.
In der Senderhalle HERA-Nord eingelagerte Cavities aus dem Tunnel Nord-Links und Nord-Rechts

Mittwoch, 6. Juni 2018

Die ersten "Russen-Absorber" erreichen ihr Lebensdauerende

In letzter Zeit traten vermehrt Wasserleckagen an den 500-MHz-Hohlleiterabsorbern des Typs FWLH 3-2 (Ferrite) auf. 

Sprühnebel durch ein Wasserleck an einem Absorber im Senderhallenkeller Geb.16
Die Leckstellen befinden sich oft auf halber Länge der Kühlwasserverteilerrohre. Exakt dort, wo diese mit einer Scheibe verschlossen sind. Die Scheiben sind im Verteilerrohr durch beiseitige Einwalzungen fixiert. Aufgrund von Ungenauigkeiten gibt es zumindest bei einem Teil dieser Verschlüsse schmale, offene Spalte zwischen Rohrinnenwandung und Scheibenumfang. An diesen Stellen kann vermutlich Wasser mit so hoher Geschwindigkeit hindurchfließen, dass Kavitationskorrosion entsteht.

Möglicherweise durch Kavitation entstandene Perforation des Kühlwasserverteilers
 
Vom Absorber-Typ FWLH 3-2 wurden im Zeitraum 1997 bis ca. 2002 60 Stück für HERA beschafft. Nach der Stilllegung von HERA wurden viele bei DORIS-III, DESY-II und PETRA-III weiter verwendet. Manche dieser Absorber sind mittlerweile über 15 Jahre dauerhaft im Einsatz, andere waren dagegen nur wenige Jahre in Betrieb. Daten über die exakte Betriebsdauer jedes Absorbers sind leider nicht verfügbar. Es ist daher derzeit nicht klar, ob das Schadenbild der Kühlwasserrohrperforation im Wesentlichen mit Betriebsdauer zusammenhängt und somit früher oder später bei allen baugleichen Absorbern auftreten wird, oder ob es nur bei den wenigen Absorbern auftritt, die Kavitation begünstigende Spalte zwischen Rohrverschluss und Rohrinnenwandung aufweisen.






Donnerstag, 3. Mai 2018

Neuer starker Leuchtfleck auf dem Einkoppler von SL-Cy1 entdeckt


Mitte Dezember 2012 wurde die erste Kamera an Cavity SL_Cy4 in Betrieb genommen, um Kopplerprobleme rechtzeitig erkennen zu können. Nach erfolgreichem Probebetrieb wurden dann bis November 2013 nach und nach alle Cavities mit Kameras ausgerüstet.
Schon beim ersten 40-Bunch-Betrieb vielen diverse gelb-weiß leuchtende Punkte auf. Eine Erklärung steht bis heute aus. Da das Erscheinen der gelb-weiß leuchtende Punkte offensichtlich mit der Bunch-Ladung zusammenhängt und im sogenanten Continuous-Mode (>240 Bunche) ausbleibt, ist ein Zusammenhang mit higher order modes (HOM) naheliegend.
Ob jedoch Felder dieser HOM thermisch isolierte Partikel auf den Oberflächen bis zur Weißglut aufheizen, oder ob Feldemission im Spiel ist, ist unbekannt.

Überraschend ist nun ein neuer Leuchtpunkt bei SL_Cy1 aufgetreten. Der Zeitpunkt des Auftretens kann nicht genau aungegeben werden. Das letzte Kamerabild ohne diesen neuen Leuchtpunkt stammt vom 12. Okt. 2017. Das erste Kamerabild mit diesen neuen Leuchtpunkt stammt vom 3. Mai 2018. Im Datenarchiv wurde am 23. März 2018 ein Helligkeitssprung des Kamerasignales aufgezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt wurde aber PETRA auch erstmals wieder nach längerer Zeit mit 40 Bunchen betrieben. Mit einiger Wahrscheinlichkeit kann man nur sagen, dass die Ursache für diesen neuen Leuchtpunkt zwischen dem 22.12.2017 und dem 23. März 2018 eingetreten sein muss.

Letztes dokumentiertes Kamerabild ohne den neuen Leuchtfleck vom 12. Oktober 2017
Wahrscheinlich seit dem 22.3.2018 im 40-Bunch-Betrieb mit 100 mA vorhandener, aber erst am 3.5.2018 entdeckter neuer Leuchtfleck


Überlagerung des Kamerabildes im Strahlbetrieb bei 100 mA 40 Bunchen mit einem Einkopplerfoto

Dienstag, 20. März 2018

Strategie 2030 – DESY stellt die Weichen für Forschung und Innovation

DESY hat seine Strategie für die nächsten Jahre bekanntgegeben. Zu DESYs Plänen für die nächsten Jahre zählen unter anderem der Bau des besten 3D-Röntgenmikroskops der Welt, die Erweiterung des Röntgenlasers European XFEL, ein neues Center for Data and Computing Science sowie die Stärkung von Technologietransfer und Innovationen. 

Veranstaltung DESY 2030 im Stage Theater an der Elbe
 
DESY plant mit PETRA IV das ultimative 3D-Röntgenmikroskop; es wird 100 Mal detailreichere Bilder von Abläufen im Nanokosmos liefern, als es heute möglich ist, und stößt damit an die Grenze des physikalisch Machbaren. Bereits im kommenden Jahr soll das detaillierte Konzept vorliegen und 2021 die „Bauanleitung“, der Technical Design Report. 2026 könnten erste Experimente beginnen.

Dienstag, 23. Januar 2018

Koaxialer BIRD-Absorber als Ersatz für FERRITE-Hohlleiter-Absorber mit Wasserleck

Am Sender DESY-Nord (ehemals Testsender Halle 2a) war am Absorber 06 (Zirkulator-Balance-Absorber) ein Wasserleck aufgetreten. Da einerseits die FERRITE-Hohlleiter-Absorber-Reserven endlich sind und andererseits diese Absorber-Position im Betrieb kaum mit Leistung beaufschlagt wir, haben wir uns für einen koaxialen BIRD-Absorber als Ersatz entschlossen.


Diese BIRD-Absorber (Typ 8775N) wurden 2005 als Ersatz für die altersbedingt mit hoher Rate zerfallenden 3 1/8-Zoll DESY-Eigenbau-Absorber bei HERA beschafft. Die meisten dieser Absorber kamen aber bis zum Laufzeitende von HERA nicht zum Einsatz und liegen seither ungenutzt auf Lager.


BIRD-Absorber Typ 8775N als Ersatz für eine Ferrite-Load Typ FWLH 3-2 an Position Abs 06 der Senderanlage DESY-Nord