Matthias U. Liepe, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2001
Schlagwörter: RF accelerating cavities, linear accelerators, TESLA
PACS: 29.17.+w 29.27.Eg 84.70.+p 84.90.+a 77.65.-j 41.20.Jb
Für den vorgeschlagenen supraleitenden TESLA Linearbeschleuniger wird eine Energieerhöhung auf 800 GeV angestrebt. Dieses scheint in Zukunft möglich, da die Elektropolitur von Niobresonatoren Beschleunigungsgradienten über 30 MV/m in Aussicht stellt. Um jedoch eine Schwerpunktsenergie von 800 GeV zu erreichen, ist es zudem notwendig, sogenannte Superstrukturen mit gekoppelten Resonatoren und ein schnelles Regelungssystem für deren Resonanzfrequenz einzusetzen. Die Verwendung von Superstrukturen im TESLA Beschleuniger erhöht dessen aktive Beschleunigungslänge um 6%. Desweiteren erlaubt der schnelle Frequenzabstimmer einen effizienten Beschleunigerbetrieb bei hohen Feldgradienten jenseits von 25 MV/m.
Während die Elektropolitur von Hohlraumresonatoren anderweitig beschrieben wird, befasst sich die vorliegende Dissertation mit Untersuchungen zu dem Superstrukturkonzept, sowie mit der schnellen Regelung der Resonanzfrequenz im gepulsten Beschleunigerbetrieb.
For the proposed superconducting TESLA linear collider an energy upgrade towards 800 GeV is envisioned. This appears feasible in the future, since electrolytic polishing of niobium cavities is promising accelerating gradients well above 30 MV/m. But reaching 800 GeV center-of-mass energy needs to be supported by the so-called superstructure concept of coupled cavities and a fast resonance frequency control scheme. Building the TESLA main linac with superstructures increases its active acceleration length by about 6% whereas a fast frequency tuner permits an efficient cavity operation at high gradients above 25 MV/m.
While electrolytic polishing of cavities is discussed elsewhere, this dissertation covers studies performed for the superstructure concept as well as for the fast resonance frequency control during pulsed cavity operation.