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Oliver Hohn

• Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Planung und dem Aufbau der mehrkanaligen Strahlführung im Anschluß an den VE-RFQ Beschleuniger der Frankfurter EZR-VE-RFQ Anlage. Die Umsetzung der mit Hilfe von Simulationen gefundenen Strahlführung war ebenso Gegenstand dieser Arbeit wie erste Tests der neuen Anlagenkomponenten. Mit der Fertigstellung dieses Teilabschnitts steht jetzt der Energiebereich von 100–200 keV/u ergänzt durch den niederenergetischen Bereich von 5–60 kV für Experimente mit mehrfach geladenen Ionen in zwei von drei geplanten Strahlkanälen zur Verfügung. Die Kombination, bestehend aus EZR-Ionenquelle und VE-RFQBeschleuniger, erlaubt einerseits atomphysikalische Experimente mit speziell präparierten Ionenstrahlen und verschiedenen Ionensorten. Andererseits liefert die verwendete Ionenquelle hohe Intensitäten an mehrfach geladenen Ionen, die für spezielle Anwendungen der Materialforschung benötigt werden. Diese Arbeit gliedert sich in drei Abschnitte, im ersten Schritt wurde die HF-Einkopplung des Beschleunigers modifiziert und der Ionenstrahl im transversalen Phasenraum charakterisiert. Dabei hat sich gezeigt, daß die experimentell gefundene Geometrie der Einkoppelschleife im Betrieb nur in einem sehr geringen Bereich verfahren werden muß, um optimale Anpassung über den gesamten Frequenzbereich zu erreichen. Auf Basis der gemessenen Emittanzen erfolgte die Planung der Strahlführung mit Hilfe von Simulationsprogrammen im zweiten Schritt. Das Ziel war der Aufbau von drei Strahlkanälen mit unterschiedlichen Anforderungen an das Profil des Ionenstrahls. Im letzten Schritt stand die Umsetzung der geplanten Strahlführung. Verbunden mit diesem Schritt war die Konstruktion und Vermessung der ionenoptischen Elemente und der Aufbau der Strahlführung unter Verwendung von vorhandenen magnetischen Quadrupolen und Ablenkmagneten. Abschließend wurde die Funktionsfähigkeit des vorgestellten Aufbaus als Bestandteil der kompletten EZR-VE-RFQ-Anlage im Betrieb getestet. Im Rahmen des Aufbaus und der ersten Experimente waren diverse technische Fragestellungen aus dem Bereich der Beschleunigerphysik, über die Ionenoptik bis hin zur Ionenquellenphysik zu bearbeiten und Probleme zu lösen. Die ersten Tests der einzelnen ionenoptischen Elemente und der Betrieb der gesamten Strahlführung haben gezeigt, daß die gestellten Aufgaben erfüllt werden. Nach der Fertigstellung des Grundaufbaus der Strahlführung für die nachbeschleunigten Ionen durch den Aufbau des noch fehlenden 90°-Kanals und den Aufbau einer Strahldiagnose, muß im nächsten Schritt die Optimierung der einzelnen Strahlkanäle erfolgen. Das Ziel liegt dabei in der Verbesserung der Transmission und der Qualität der zur Verfügung gestellten Ionenstrahlen. Damit verbunden ist auch die Charakterisierung der Ionenstrahlen in den verschiedenen Strahlzweigen. Unabhängig davon ist die Untersuchung der Injektion in den RFQ notwendig, zur Verbesserung der Anpassung des Quellenstrahls an die Akzeptanz des Beschleunigers und zur Diagnose der Ursache für die Teilchenverluste in diesem Teilabschnitt des Aufbaus.