nungsbereich. Diese wurden jeweils in die Terminals eingebaut und die Kabelverbindungen in gesicherten und isolierten Kabelwegen zu den Druckmessröhren an die Quellen geführt. Durch diesen Umbau wurde die Möglichkeit geschaffen, die Quellendrücke der beiden Ionenquellen auch im Hochspannungs- und somit im Strahlbetrieb zu messen und dadurch Informationen über die Stabilität des Quellenplasmas im Betrieb zu erhalten. Im Rahmen einer durchgeführten Überprü-fung aller Druckmessröhren des Experiments und einer Wartung des gesamten Pumpensystems, wurden die beiden Quellendruckmesssysteme aufeinander abgestimmt. Bei gleichen Werten auf den Anzeigen sollten die Drücke in den Plasmakammern der beiden Quellen somit gleich sein.
Eine Kalibrierung der Geräte war aufgrund des Nichtvorhandenseins einer Referenzquelle nicht möglich.
3.2 Der neue Filterkanal
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein weiterer Filterkanal entwickelt und untersucht. Dieser zweite und verbesserte Filterkanal wurde umgesetzt, da der Injektionsstrahl im Injektionskanal genau-so gefiltert werden muss wie der Ringstrahl im Transportkanal. In dem neuen, zweiten Kanal sind dabei die Erkenntnisse und Verbesserungsvorschläge, welche aus den Untersuchungen des ersten Filterkanals gewonnen wurden [2], eingeflossen. So ist es mit dem ersten Filterkanal nicht problemlos möglich, aus dem Strahlstrom vor dem Kanal und dem Verluststrom im Kanal den gefilterten Strom hinter der Apertur des Kanals zu bestimmen, da Sekundärelektronen aufgrund des fehlenden hinteren Repellers durch die Apertur gelangen und die Messung des Verluststroms verfälschen können. Um dieses Problem zu beheben, wurde der neue Filterkanal auch hinten mit einem Repeller ausgestattet. Gleichzeitig musste der vordere Repellerflansch neu entwickelt werden, da beim ersten Kanal ein alter, nur einmal vorhandener Repellerflansch zum Einsatz kommt. Der neue Flansch hat die selbe Geometrie, verwendet aber zur Isolation Keramikröhr-chen, in welchen der Repeller mittels kopfloser Schrauben gehalten wird. Daher kann dieser Flansch auch jederzeit zerlegt, verändert und gegebenenfalls an andere Strahlbedingungen an-gepasst werden. Dadurch können die Auswirkungen dieser Eigenschaften auf das Filterverhalten des Kanals bei zukünftigen Untersuchungen analysiert und somit einige offene Fragen bzgl. des Konzepts des Filterkanals beantwortet werden. Des Weiteren besteht durch diese Konstruktion auch die Möglichkeit, den Filterkanal zu deaktivieren, ohne ihn ausbauen zu müssen. Entfernt man die Aperturblende, ist der Filterkanal hinten vollständig geöffnet und der Strahl kann un-gehindert durch das Driftrohr gelangen (siehe erstes Foto in Abbildung 3.6). Vier detaillierte technische 3D Zeichnungen vom vorderen und hinteren Bereich des zweiten Filterkanals (zwei davon aufgeschnitten) sind in Abbildung 3.3 dargestellt. In Abbildung 3.4 sind zwei Fotos von den beiden gebauten Flanschen zu sehen, welche die beiden Repeller zur Sekundärelektronen-unterdrückung enthalten. Im Vergleich zum ersten Filterkanal ist der Aperturflansch des neuen Kanals zusätzlich modular aufgebaut. So befindet sich die Apertur in einem eigenen Bauteil, wel-ches herausgenommen und durch eines mit verändertem Aperturdurchmesser oder -geometrie ersetzt werden kann. Des Weiteren wird in diesem Bauteil auch der Repeller montiert. Dieser ist dabei auf der Rückseite, also aus Sicht des Ionenstrahls hinter der Apertur positioniert und befindet sich somit nicht im Filterkanal sondern hinter diesem, wodurch der Repeller vor direk-ten Strahlverlusdirek-ten geschützt ist. Dieser ist mit dem Aperturbauteil verschraubt und kann somit jederzeit ausgebaut und in ein Bauteil mit anderen Eigenschaften eingebaut werden. Auch hier finden zur Isolation und Halterung Keramikröhrchen Verwendung. In Abbildung 3.5 sind der Aperturflansch sowie die Aperturblende mit dem Repeller auf zwei Fotos zu sehen und darauf die Verschraubung und Isolation der Komponenten zu erkennen.
Alle weiteren Bauteile des Kanals entsprechen exakt dem ersten Filterkanal. Zusammengebaut ist die Geometrie beider Kanäle gleich. Die Größe der Apertur des zweiten Filterkanals ist mit 20
3.2 Der neue Filterkanal
Abbildung 3.3: Detaillierte technische Zeichnungen des vorderen (oben) und hinteren Bereichs (unten) des neuen Filterkanals mit den beiden Repellern gegen Sekundärelektronen
3.2 Der neue Filterkanal
Abbildung 3.4:Vorderer und hinterer Repellerflansch des neue Filterkanals
Abbildung 3.5: Aperturflansch mit verschraubter Aperturblende und herausgenommene Aperturblende mit dem Repeller
3.2 Der neue Filterkanal
Abbildung 3.6: Aperturflansch ohne eingebaute Aperturblende, zunächst verwendeter Flansch zur Span-nungsdurchführung für den Repeller und der Aperturflansch mit eingebauter Apertur-blende und angeschlossenem Repeller (v.l.n.r.)
mm Durchmesser genauso gewählt wie beim ersten Kanal. Daher unterscheiden sich die beiden Filterkanäle in dieser Arbeit nur durch den zusätzlichen Repeller hinter dem zweiten Filterkanal.
Um Sicher zu gehen, dass die Potenzialbarriere dieses neuen Repellers hoch genug ist und keine Sekundärelektronen diese überwinden können, wird diese mit der selben Spannung betrieben wie der Repeller am Eingang des Kanals. Bei letzterem wurde im Rahmen der Auslegung des ersten Filterkanals dieses Potenzialbarriere genauer untersucht und die Spannung dementspre-chend gewählt. Da der neue Repeller einen geringeren Durchmesser aufweist und mit der selben Spannung betrieben wird, muss die Potenzialbarriere höher sein als bei dem Repeller am Ein-gang, so dass Sekundärelektronen diese mit Sicherheit nicht überwinden können.
Der zweite Filterkanal wurde zur experimentellen Untersuchung an den zweiten Injektor mon-tiert. In Abbildung 3.6 sind drei Fotos zu sehen, auf welchen man zwei Montageschritte des Aufbaus sowie die für dieses Experiment verwendete Vakuumdurchführung zur Spannungsver-sorgung des hinteren Repellers erkennen kann. Im Rahmen der Untersuchung des zweiten Fil-terkanals wurde für die Kontaktierung des hinteren Repellers ein schon vorhandener Flansch mit drei CF16 Vakuumdurchführungen verwendet. In Abbildung 3.7 ist ein Foto des zusammen-gebauten Filterkanals am Injektionsinjektor mit einer neuen wassergekühlten Faraday-Tasse zu sehen, auf welche im Kapitel 3.3 eingegangen wird. In Abbildung 3.8 sind zwei Nahaufnahmen dargestellt, auf welchen man den vorderen und hinteren Teil des Aufbaus genauer erkennen kann.
Bei diesen Fotos ist der Kanal sowie die dahinter montierte Faraday-Tasse vollständig verkabelt und angeschlossen. Mittels dieser experimentelle Konfiguration wurde der neue Filterkanal un-tersucht.
Nach der experimentellen Untersuchung des zweiten Filterkanals wurde dieser abgebaut, damit das Injektionsexperiment weiter aufgebaut werden konnte. Erst nachdem das Injektionssystem inklusive xy-Flansch vollständig aufgebaut war, wurde der zweite Filterkanal wieder eingebaut und dabei der Injektionsinjektor mit dem Injektionssystem und so mit dem Rest des Experiments verbunden. In Abbildung 3.9 ist der vordere und hintere Teil des Filterkanals zu sehen, kurz bevor die beiden Seiten mittels des CF100 Rohrs verbunden wurden. Auf dem rechten Foto ist dabei auch der neu entwickelte Flansch mit der CF16 Spannungsdurchführung zu sehen, mittels welchem die Spannung für den hinteren Repeller des Filterkanals ins Vakuum transportiert wird.
Dieser war notwendig, da der Filterkanal im finalen Aufbau direkt am xy-Flansch endet und so-mit der Abschlussflansch des Kanals so-mit der Spannungsdurchführung nicht überstehen durfte.
Der während der Untersuchungen des Filterkanals eingesetzte Flansch (siehe mittleres Bild in Abbildung 3.6) war somit nicht einsetzbar, da hier die CF16 Anschlüsse deutlich überstanden.
Beim neu entwickelten Flansch wurde daher die CF16 Hochspannungsdurchführung
umgearbei-3.2 Der neue Filterkanal
Abbildung 3.7: Zusammengebauter zweiter Filterkanal am Injektionsinjektor mit der neuen wasserge-kühlten Faraday-Tasse zur experimentellen Untersuchung des neuen Filterkanals
Abbildung 3.8: Nahaufnahmen des vorderen und hinteren Teils des Experiments zur Untersuchung des zweiten Filterkanals
3.2 Der neue Filterkanal
Abbildung 3.9: Nahaufnahmen des vorderen und hinteren Teils des zweiten Filterkanals vor der Verbin-dung des Injektionsinjektors mit dem Injektionssystem mittels des CF100 Rohrs