SRF Magnetometry

Das Ziel des Projektes war die Entwicklung eines preiswerten Detektors, beziehungsweise eines Messsystems, welches im laufenden Beschleunigerbetrieb die Magnetfelder um einen supraleitenden Resonator bestimmen kann.
Dies hat das Ziel, das Verluste in der Resonatorgüte, welche durch von im Supraleiter gefangenem magnetischem Fluss verursachte werden, bestimmt und minimiert werden können.
Zusätzlich ist es möglich durch Änderungen im Magnetfeld Quenche zu detektieren und den Ort und Einfluss auf die Güte während der laufenden Messung zu bestimmen.
Ein Quench ist ein lokaler Verlust der Supraleitung, welcher die fast instantane Entladung der gesamten gespeicherten Energie verursacht.

Die Klasse an Detektoren die sich vielversprechend erwiesen hat sind die Detektoren der xMR Familie (AMR, GMR und TMR).
Sie sind in großen Stückzahlen vorhanden und werden auf Grund der weiten Verbreitung im Automotive Bereich zu günstigen Stückpreisen vertrieben.
Die für den Prototypen verwendeten AMR (anisotropisch magneto resistiv) Sensoren sind unter Beschleunigerbedingunen im flüssigen Helium messbar effizienter und weniger wartungsintensiv als im Automotivebereich.
Es wurden jeweil drei Detektoren in einer Gruppe verwendet um alle Raumkomponenten abdecken zu können.

Der experimenteller Versuchsaufbau wurde für Resonatoren des TESLA Typs mit nur einer Zelle entwickelt, welches dann auch in mehreren Messkampagnen untersucht wurde.
Es konnte gezeigt werden, dass der Aufbau wie geplant funktioniert und die Detektoren sensitiver als vorhergesagt waren.
Magnetfelddynamiken konnten während der Auftau und Abkühl gemessen und durch Simulationen verifiziert werden.
Auch Sättigungseffekte durch künstlich induzierte Quenche konnten gemessen werden.
Der Aufbau wurde mit anderen Diagnostiken kombiniert werden, sodass ein kombiniertes System für die Diagnostik verwendet werden kann.
Das finale System beinhaltet Temperaturmessgeräte für die Oberflächentemperatur des Resonators, die Magnetfeld Detektoren und Second Sound Detektoren.