M6 Extraktions- und Strahltransportlinien

Thema

Wenn ein Strahl eine Kreismaschine verlassen muss – sei es für den nächsten Schritt einer Injektionskette, zur Ausrichtung auf ein festes Ziel oder zur sicheren Entsorgung am Ende des im vorherigen Modell beschriebenen Betriebszyklus –, kommt ein Extraktionssystem zum Einsatz. Dessen Aufgabe ist es, den Strahl sauber und kontrolliert aus seiner stabilen Kreisbahn zu entfernen. Die schnelle Extraktion nutzt gepulste Kickermagnete, die für einen extrem kurzen Zeitraum ein sehr intensives Magnetfeld erzeugen können. Dieses Feld ist präzise getaktet und aktiviert sich genau dann, wenn der Abstand zwischen den Paketen – eine direkte Folge der im Abschnitt „Grundlagen“ beschriebenen Hochfrequenz-Bucket-Gruppierung – die Kickerposition passiert. Das Feld zündet, ohne bereits teilweise extrahierte Pakete zu beeinträchtigen, lenkt den gesamten Strahl schlagartig ab und schaltet sich ab, bevor der Strahl eine weitere Umdrehung vollendet hat. Die langsame Extraktion, die zum Einsatz kommt, wenn die Strahlzufuhr über einen längeren Zeitraum kontinuierlich erfolgen muss, funktioniert, indem der Strahl gezielt in einen kontrollierten Resonanzzustand gebracht wird – ein Phänomen, das in der Strahloptik bereits als gefährlich identifiziert wurde, wenn es unkontrolliert auftritt. Dadurch werden die Partikel nach und nach, einige pro Umdrehung, von ihrer Umlaufbahn abgelenkt und von einem Extraktionselement eingefangen. Nach der Extraktion durchläuft der Strahl eine Transportleitung: einen Abschnitt mit Dipol- und Quadrupolmagneten, die prinzipiell denen in der Kreisapparatur ähneln, jedoch so konstruiert sind, dass sie den Strahl zu seinem endgültigen Ziel führen und fokussieren. Dabei bleiben seine Emittanz und Paketstruktur erhalten, und es sind Sicherheitssysteme integriert, die den Strahl bei Auftreten von Anomalien während des Transports abfangen können. Somit schließt dieses Modul, das mit einem Strahl beginnt, der seine Umlaufbahn verlassen muss, mit demselben Strahl, der zu seinem endgültigen Ziel geführt und geschützt ist – sei es eine andere Maschine, ein Experiment oder ein Absorber.

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