Supraleitende Undulatoren
Supraleitende Insertion Devices stellen eine interessante Alternative als Quellen für Synchrotronlicht dar. Es können für gegebene Periodenlängen und Öffnungsweite (der Magnete) deutlich höhere Feldstärken realisiert werden als mit permanentmagnetischen Anlagen. Damit können höhere Intensitäten der Synchrotronstrahlung erreicht werden.
In Zusammenarbeit mit der Insertion Device-Gruppe am ANKA-Synchrotron am Forschungszentrum Karlsruhe begann BNG im Jahre 2007 die Entwicklungstätigkeiten an supraleitenden Insertion Devices. In den vergangenen Jahren konnte an verschiedenen kleineren Fertigungsmustern und Prototyp-Magneten Erfahrungen mit den neuen Technologien gesammelt werden.
Zur Zeit arbeiten wir an der Fertigstellung einer kompletten supraleitenden Undulatoreinheit von 1,5 m Länge für ANKA. Die Kühlung des Systems erfolgt trocken und nur mittels Wärmeleitung, also ohne Verwendung von Flüssiggasen wie Helium und Stickstoff.
Nb3Sn Undulator - Fertigungsmuster
Der Wärmeeintrag des undulierenden Elektronenstrahls auf die kalte Masse des Magneten bleibt eine der wesentlichen Beschränkungen bei der technischen Umsetzung supraleitender Insertion Devices. Eine Lösungsmöglichkeit besteht darin, ein supraleitendes Material für die Magnetspulen zu verwenden, das eine deutlich höhere kritische Temperatur aufweist, und daher eine entsprechend höhere Sicherheitsmarge bieten. Die Legierung Nb3Sn beispielsweise verfügt über eine kritische Sprungtemperatur von 18,3 K (bei einem externen Feld von 0 T)
BNG hat ein erstes Fertigungsmuster eines Undulators mit NB3Sn-Leiter hergestellt und plant die Produktion weiterer. Ziel ist, den Einfluss der Wärmebehandlung auf die mechanischen Genauigkeiten des Undulators und den resultierenden Phasenfehler zu studieren.
