Beschleunigertechnologie und Strahldiagnose

Wahlpflichtmodul für Studiengänge M.Sc. Elektrotechnik, M.Sc. Physik

Lehrender:

Prof. Dr. Peter Michel

Umfang (Vorlesung/Übung/Praktika):

Sommersemester / 4 SWS (3 0 1)

Ziel:

  • Einführung in die Beschleunigerphysik- und technolgie
  • Erwerb und Anwendung von Kenntnissen zur Wirkungsweise von Teilchenbeschleunigern
  • Erwerb von Kenntnissen und Fähigkeiten bei der Arbeit mit Messtechnik und bei der Diagnose von Strahlparametern
  • Anwendung von erworbenen Kenntnissen aus der physikalischen und elektrotechnischen Grundausbildung auf komplexe Systeme zur Teilchenbeschleunigung

Voraussetzungen:

  • keine

Inhalt:

Teilchenbeschleuniger spielen in der angewandten- und Grundlagenforschung, aber auch in Industrie und Medizin eine herausragende Rolle. Die hochkomplexen und dementsprechend kostenintensiven Anlagen wie z.B. der Large  Hadron Collider am CERN, der Europäische Röntgenlaser am DESY in Hamburg oder der ELBE Beschleuniger am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf werden oft als Mikroskope und Skalpelle der heutigen Zeit bezeichnet. Der Kurse beginnt mit grundlegenden Verfahren zur Teilchenbeschleunigen und der Physik geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern. Die Diagnose von Strahlparametern wird sowohl theoretisch als auch praktisch im Rahmen eines Praktikums am supraleitenden Linearbeschleuniger ELBE am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf behandelt.

  • Einführung in die grundlegenden Verfahren der Teilchenbeschleunigung
  • Transversale Strahldynamik
  • Strahlführungsmagnete und Strahloptik
  • Longitudinale Strahldynamik und Beschleunigung in Hohlraumresonatoren
  • Supraleitende Beschleunigertechnologie
  • Instrumentierung
  • Beschleuniger-Hilfssysteme
  • Sekundärstrahlung und deren Erzeugung
  • Theoretische Grundlagen der Strahldiagnose an Beschleunigern

Prüfungsvorleistung:

  • keine

Prüfung:

  • mündlich (30 Minuten) oder Klausur (60 Minuten)

Literatur:

  • Hinterberger, Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik, Springer 1997

  •  Wiedemann, Particle Accelerator Physics, Springer Berlin, 3. Auflage, 2007, http://ph381.edu.physics.uoc.gr/Particle_Accelerator_Physics.pdf 

  • Klaus Wille, The Physics of Particle Accelerators: An Introduction,  Oxford University Press, 2000

  • S. Humphries, Jr., Charged Particle Beams, J. Wiley & Sons 1990 http://www.fieldp.com/cpb.html 

  • S. Y. Lee, Accelerator Physics, Second Edition, World Scientific 2004

  •  P. J. Bryant and K. Johnsen, The Principles of Circular Accelerators and Storage Rings, Cambridge University Press, 1993 

  • D.A. Edwards, M. J. Syphers , An introduction to the physics of high energy accelerators, Wiley VCH, 1992

  • E.J.N. Wilson, An introduction to particle accelerators, Oxford University Press, 2001

  • M. Reiser, Theory and Design of Charges Particle Beams, Wiley VCH 2008