ROBOMAT

Ein eigenständiges Elektronik-System für den ROtierenden Scanner für 4-dimensionale Emittanzmessungen (ROSE)

ROSE (Rotating System for 4-dimensional Emittance scans) ist ein Drehmodul für eine Schlitz-Gitter-Emittanz-Messanlage zur Bestimmung der vierdimensionalen transversalen Emittanz eines Teilchenstrahls, wie er in einem Linear-Ionenbeschleuniger oder in Ionenquellen eingesetzt wird. Die vierdimensionale Strahl Emittanz ist das Volumen, das ein Ionenstrahl im transversalen Phasenraum einnimmt. Kenntnis und Manipulation der Emittanz der Ionen im Beschleuniger sind relevant für die Strahlqualität. Bisher wurde die Emittanz mit zwei fest montierten Messgeräten nur zweidimensional, getrennt in den zwei Raumrichtungen bestimmt. ROSE ermöglicht eine Emittanzmessung, welche Kopplungen zwischen den transversalen Ebenen bestimmt also in vier Dimensionen erfolgt, was zuvor nur bedingt oder gar nicht möglich war. Die Messung ist dabei unabhängig von der Ionenstrahlart, -energie und -intensität möglich.

Dem Betriebspersonal von Beschleunigeranlagen wird damit erstmals ein universell einsetzbares Messmittel an die Hand gegeben, mit dessen Hilfe die Einstellungen der vorhandenen Strahlführungselemente deutlich effizienter optimiert werden können.

Mittels eines eigenständigen Elektroniksystems für das Gesamtsystem ROSE, genannt ROBOMAT, dessen Entwicklung und Aufbaus als Prototyp zentraler Gegenstand des Vorhabens war, wurde ROSE mobil. Vor der Förderung war ROSE noch vom GSI-Kontrollsystem abhängig und damit nicht für andere Beschleuniger nutzbar, weshalb bis dahin auch noch keine Validierungen an anderen Anlagen vorgenommen werden konnten. Somit stellt die Unabhängigkeit des Elektroniksystems und die Entwicklung des ROBOMATs den ersten Meilenstein für den Transfer und zukünftigen Vertrieb von ROSE dar.

Im Rahmen des Projekts wurde nach dem Aufbau von ROBOMAT durch die Firma Neue Technologien GmbH (NTG), ROSE mit ROBOMAT durch GSI-Personal an einem Testaufbau der Ionenstrahlmessanlage des Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrums (HIT) in Heidelberg eingebaut und der ROBOMATs (= Site Acceptance Test (SAT)) erstmalig und erfolgreich außerhalb von GSI in Betrieb genommen.

Als Ergebnis steht nun ROBOMAT als eine „Stand-Alone“-Steuer- und -Datenerfassungseinheit zur Verfügung, welche mittlerweile von der NTG GmbH vertrieben wird. Das Ergebnis des Vorhabens, eine vollständig unabhängige, mobile Ionenstrahl-Emittanz-Messanlage, die unabhängig vom jeweiligen Beschleuniger-Kontrollsystem nur einen 230V-Stromanschluss benötigt, wurde erreicht.

Im Rahmen des Projekts wurden technische und fachliche Details zu ROSE in der Patentschrift des Deutschen Patents mit dem amtlichen Erteilungskennzeichen DE102015118017 „Drehmodul für eine Beschleunigeranlage“ sowie dessen Priorität beanspruchende Patentanmeldungen in Europa (Az. EP3366090), Kanada (Az. CN108605407) und in USA (Az. US2018/0317310) verwendet.

Die Erfindung wurde im Rahmen von WIPANO Öffentliche Forschung - „Weiterentwicklung von Erfindungen“ gefördert.

© NTG GmbH

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