Während des Betriebs geht von einem Teilchenbeschleuinger starke elektromagnetische Strahlung aus (z.B. Röntgenstrahlung ). Alle Einstellungen und Messungen müssen deshalb von entfernten Kontrollräumen ausgeführt werden. Die Kontrolleinrichtungen einer Beschleunigeranlage haben im wesentlichen die Aufgabe, das Vakuum im Strahlrohr und die exakte Teilchenbahn zu überwachen.

Von den Kontrollräumen aus wird ununterbrochen die Position des Teilchenstrahls im Strahlrohr überprüft. Hierzu verwendet man vier Elektroden, die vom Zentrum des Strahlrohres den gleichen Abstand besitzen. Beim Durchlaufen erzeugt der Strahl auf Grund seiner elektrischen Ladung in den Elektroden Spannungsimpulse. Sollte der Strahl sich nicht im Zentrum befinden, sind diese unterschiedlich. Der Kontrollrechner steuert - sobald ein solches Signal auf eine Abweichung hinweist - Ablenkmagnete so an, dass der Strahl wieder auf seine gewünschte Bahn (idealer Orbit) gelenkt wird. Von den Kontrollräumen aus wird auch der Druck in den Vakuumröhren geprüft, um eventuelle Lecks (die relativ selten		Kontroll- raum am Cern, Geneva
		vorkommen) zu finden und schließen zu können. Neben der Position des Teilchenstrahls werden ständig noch eine Reihe weiterer Strahlparameter gemessen, wie z.B. die Stärke des Strahlstroms, Strahlgröße oder das Frequenzspektrum des Strahls.

In den Strahlrohren muss ein extrem hohes Vakuum (10-6 bis 10-10 hPa) herrschen. Ohne dieses "gute" Vakuum würden die beschleunigten Teilchen zu vielen vorhandenen Gasmolekülen gestreut werden, zu weit aus dem idealen Orbit gebracht und damit dem Beschleu- nigungssystem verlorengehen. Bei Kreis- beschleunigern (bzw. Speicherringen) ist ein Ultra-Hoch-Vakuum (ca. 10-10 hPa) nötig, da die Teilchen das Beschleuni- gersystem sehr oft durchlaufen und sich

damit die Wahrscheinlichkeit, an ein vorhandenes Gasmolekül zu stoßen, ansteigt. So beträgt - trotz des sehr guten Vakuums im HERA-Ring bei DESY - die Anzahl der noch vorhandenen Gasmoleküle etwa 100 000 pro cm³! Das klingt viel, aber verglichen mit 27 000 000 000 000 000 000 pro cm³ bei normalem Luftdruck, erkennt man, um welch winzigen Bruchteil es sich davon nur noch handelt. (vgl. )

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Ein Vakuum zu erzeugen, das die obigen Bedingungen erfüllt, erfordert extrem hohen technischen Aufwand. Die Herstellung der Vakuumkammern erfordert neben speziellen Schweiß- und Löttechniken vor allem spezielle Verfahren zur Reinigung der Oberflächen. Die Vakuumkammern müssen chemisch gereinigt werden, da sich Verunreinigungen der Kammern nur sehr langsam im Vakuum lösen. Dies hätte eine andauernde Verschlechterung des Vakuums zur Folge. Nach der chemischen Reinigung werden die Kammern unter Vakuum auf ca. 400°C aufgeheizt, damit an der Vakuumkammer gebundene Moleküle gelöst und abgesaugt werden. In Kreisbeschleunigern tritt ein weiteres Problem auf: Synchrotronstrahlung . Diese trifft auf die Wände der Vakuumkammern und führt zu starken lokalen Temperaturunterschieden. Dadurch können sich gebundene Moleküle von der Kammeroberfläche lösen und das Vakuum verschlechtern. Um dies zu vermeiden, werden an

solchen Stellen wassergekühlte Absorber angebracht, die die Synchrotronstrahlung absorbieren und den Temperatur- unterschied ausgleichen. Das Vakuum selbst wird in mehreren Arbeitsschritten erzeugt, d.h. durch Hintereinanderschaltung unterschiedlicher Pumpen stufenweise verbessert. Im ersten Schritt verwendet man konventionelle Rotationspumpen. Danach Turbomolekularpumpen und schließlich Ionengetterpumpen. Die Ionengetterpumpen sind über das ganze Beschleunigungssystem verteilt und arbeiten andauernd, um das erzeugte Vakuum aufrechtzuerhalten. (vgl. )

Querschnittsbild eines Strahlrohres

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