Neue Kavitäten erfolgreich in Betrieb genommen
Die neuen Kavitäten vor dem Einbau. © C. Jung /HZB
Hier ein Blick auf die Wasserhähne, die den Kühlwasserzufluss regeln. © C. Jung / HZB
Ein Herzstück von BESSY II sind vier Kavitäten, Hohlraumresonatoren, die dafür sorgen, dass die Elektronen im Speicherring die Energie wieder aufnehmen, die sie als Lichtpakete abgegeben haben. Die alten Kavitäten stammen noch aus den 1970er Jahren, sie waren bei DESY in Hamburg eingesetzt, dann bei BESSY I und seit 1998 bei BESSY II. „Doch langsam ist ihre Lebensdauer erreicht“, sagt Dr. Wolfgang Anders aus dem HZB Institut SRF Wissenschaft und Technologie. Der Experte war dafür verantwortlich, während des Sommer-Shutdowns zwei der vier alten Kavitäten durch neue Komponenten auszutauschen.
Ein Herzstück von BESSY II sind vier Kavitäten, Hohlraumresonatoren, die dafür sorgen, dass die Elektronen im Speicherring die Energie wieder aufnehmen, die sie als Lichtpakete abgegeben haben. Die alten Kavitäten stammen noch aus den 1970er Jahren, sie waren bei DESY in Hamburg eingesetzt, dann bei BESSY I und seit 1998 bei BESSY II. „Doch langsam ist ihre Lebensdauer erreicht“, sagt Dr. Wolfgang Anders aus dem HZB Institut SRF Wissenschaft und Technologie. Der Experte war dafür verantwortlich, während des Sommer-Shutdowns zwei der vier alten Kavitäten durch neue Komponenten auszutauschen.
Die neuen Kavitäten sind als EU-Projekt unter der Federführung des HZB entwickelt worden: Sie bestehen nach wie vor aus Kupfer, haben eine etwas komplexere Form, optimiert um unerwünschte Schwingungen, die sogenannten „Higher Order Modes“, wirkungsvoll zu unterdrücken. Solche Schwingungsmoden werden durch hohe Strahlströme angeregt und können zu Instabilitäten führen.
„Die neuen Kavitäten sind deutlich belastbarer, sie können Leistungen bis zu 80 Kilowatt aufnehmen, doppelt so viel wie die alten Kavitäten. Deshalb sind auch die Anforderungen an die Kühlung gestiegen“, erklärt Anders und verweist auf die Vielzahl von Kühlwasserleitungen rund um die neuen Kavitäten.
Derzeit ist der Strahlstrom bei BESSY noch reduziert, weil sich das Vakuum in den neuen Kavitäten nur langsam verbessert. „Über Weihnachten werden wir die Vakuumbedingungen normalisieren, so dass wir BESSY II danach mit vollem Strahlstrom fahren können“, sagt Anders.
Beim Sommer-Shutdown 2015 werden auch die beiden anderen alten Kavitäten ersetzt, so dass dann alle Vorteile der neuen Kavitäten zum Tragen kommen.
- BESSY II: Eingebauter Sauerstoff verkürzt die Lebensdauer von FeststoffbatterienFeststoffbatterien sind sicher und leistungstark, aber ihre Kapazität nimmt zurzeit noch rasch ab. Ein Team der TU Wien, der Humboldt-Universität zu Berlin und des HZB hat nun eine TiS₂|Li₃YCl₆-Halbzelle an BESSY II analysiert. Dafür nutzte das Team eine spezielle Probenumgebung, die eine zerstörungsfreie Untersuchung unter realen Betriebsbedingungen ermöglicht. Durch die Kombination von Weich- und Hart-Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS und HAXPES) konnte ein neuer Degradationsmechanismus identifiziert werden. Dabei spielte das Element Sauerstoff eine besondere Rolle. Die Studie liefert wertvolle Einblicke, um Design und Fertigung von Feststoffbatterien zu verbessern.
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.
- Umweltchemie an BESSY II: Radikale in GewässernWie entstehen in wässrigen Lösungen unter UV-Licht so genannte Radikale? Diese Frage spielt sowohl für die Gesundheitsforschung als auch für den Umweltschutz eine wichtige Rolle, beispielsweise im Zusammenhang mit der Überdüngung von Gewässern durch die Landwirtschaft. Ein Team hat nun an BESSY II eine neue Methode etabliert, um Hydroxyl-Radikale in Lösung zu untersuchen. Mit einem Trick konnten sie überraschende Einblicke in den Reaktionspfad gewinnen.