500 Mhz Cavity

In Teilchenbeschleunigern, die sowohl der Grundlagenforschung als auch industriellen Einsatzzwecken dienen, werden Hochfrequenz Resonatoren eingesetzt. Diese Resonatoren (Cavities) beschleunigen mit ihren elektromagnetischen Feldern die geladenen Teilchen (z.B. Elektronen, Protonen, Ionen u.s.w.) auf höhere Energien für die Experimente, oder gleichen Energieverluste der Teilchen auf ihren umlaufenden Bahnen aus (Synchrotronstrahlung).

Cavity / Hohlraumresonator

Die in den Resonatorwänden fließenden Hochfrequenzströme führen wegen der ohmschen Verluste zu einer Erwärmung des Resonators und somit wird eine entsprechende Kühlung benötigt. Das bisher übliche Verfahren zur Aufbringung eines Kühlsystems ist das Auflöten von Kupfer Profilrohren.

Gestiegene Anforderungen an die Kühlleistung und die Temperaturstabilität des Resonators erfordern ein Kühlsystem, das die gesamte Resonatoroberfläche bedeckt und zur besseren Wärmeabfuhr höchst turbulente Strömung des Kühlwassers bewirkt.

Das galvanische Verfahren bietet hier die Möglichkeit, einen Kühlmantel aufzubringen, der die obengenannten Anforderungen voll erfüllt. Es führt zu keinerlei thermischer Beanspruchung und das Kühlsystem ist nahtlos optimal in den Cavitykörper integriert. Die eigentliche Kanalstruktur wird durch Auflegen von Wachsprofilen auf das Cavity geformt.

Hierdurch sind sowohl exakte Querschnitte, als auch breite, variable Kühlkanäle möglich. Nach dem Aufbringen einer Leitschicht, dem Positionieren maschinell vorgefertigter Anschlüsse wird das gesamte System ca. 3 mm galvanisch überkupfert (andere Schichtstärken sind möglich).

Die hierbei abgeschiedene Kupferschicht erhöht durch ihre guten mechanischen Eigenschaften die Stabilität des Grundkörpers. Das Wachs wird anschließend aus dem Kühlsystem entfernt.