Aus Forschung und
Aus Forschung und Technik Beschleunigersysteme Wellenleiter-Dreiport-Übergang und Viertor-Differential- Phasenverschiebungs-Zirkulator Hier wird die Performance zweier Schlüsselkomponenten in supraleitenden Beschleunigerapplikationen besprochen und verglichen. Elektronenbeschleuniger sind auch in der Industrie ständig wichtiger geworden, denn mit ihnen lassen sich neuartige Produktionsprozesse realisieren (z.B. in Kunststoffverarbeitung, Lebensmittelbestrahlung oder Medizin). Praktisch sind dabei Table-Top-Elektronenbeschleunige, deren Grundlage die Superconducting Radio Frequency Gun ist, eine neuartige Fotoelektronenquelle. Die technische Herausforderung für einen industriell anwendbaren Bestrahlungsapparat ist der Betrieb einer normalleitenden Fotokathode in einem supraleitenden Beschleunigungsresonator. oder der Viertor-Differential- Phasenverschiebungs-Zirkulator. Diese Bauelemente unterscheiden sich erheblich in ihrer Betriebsweise und weisen für den Konstrukteur des Beschleunigers unterschiedliche Eigenschaften auf. Zunächst einmal ist es wichtig, zu erkennen, dass traditionelle Beschleuniger und supraleitende Beschleuniger unterschiedliche Anforderungen an Zirkularen stellen. In einem NCRF (Normally Conducting RF Cavity) werden die Resonanzhohlräume aus hochreinem Kupfer hergestellt, und obwohl dieses Material ein sehr guter Leiter ist, weisen bei HF-Frequenzen alle Metalle eine endliche Leitfähigkeit auf, und ein großer Teil der zugeführten HF-Energie geht als Wärme an den Wände des Hohlraums verloren. So wird im Betrieb eine relativ geringe HF-Energie vom Hohlraum zurück zum Schutz-Zirkulator reflektiert. In einer SCRF (Superconducting RF Cavity) müssen die verwendeten Materialien bei sehr niedrigen Temperaturen betrieben werden, typischerweise um die 4 K. Dies wird durch die Verwendung großer Mengen von flüssigem Helium in komplexen Kühlstrukturen erreicht, die kompletten Baugruppen werden üblicherweise als Kryomodule bezeichnet. Die supraleitenden Materialien weisen immer noch eine endliche Leitfähigkeit auf, aber die Werte sind Grundlagen Hochleistungsferrite sind für den Betrieb von Beschleunigersystemen von entscheidender Bedeutung, um die High-Power Amplifiers (HPAs) vor reflektierter Leistung zu schützen und auch einen passenden Lastzustand für den HPA aufrechtzuerhalten, um einen effizienten und stabilen Betrieb zu gewährleisten. Zu diesem Zweck können zwei Bauelemente eingesetzt werden, der Dreitor-Junction-Zirkulator Ferrite Microwave Technologies https://ferriteinc.com GLOBES ELEKTRONIK GmbH & Co KG hf-welt@globes.de www.globes.de Bild 1: Viertor-Differential-Phasenverschiebungs-Zirkulator 32 hf-praxis 1/2021
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