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Technik

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[[Datei:JINR synchrophasotron.jpg|miniatur|Eine Besuchergruppe oberhalb des Magnettorus des Synchrophasotrons]]
Das '''Synchrophasotron''' war ein [[Synchrotron]]-[[Teilchenbeschleuniger]] mit 208 m Umfang am [[Vereinigtes Institut für Kernforschung|Vereinigten Institut für Kernforschung]] in [[Dubna (Moskau)|Dubna]].

== Geschichte ==
Im Jahr 1944 erarbeitete [[Wladimir Iossifowitsch Weksler]] mit dem Prinzip der Phasenfokussierung die Grundlage zum Bau von Synchrotronbeschleunigern. Unter seiner Leitung wurden in den Jahren 1949 und 1950 die Pläne zum Synchrophasotron erarbeitet. Das Synchrophasotron ging im April 1957 in Betrieb und war mit einer [[Proton]]enenergie von 10 [[Elektronenvolt|GeV]] zu diesem Zeitpunkt der stärkste Teilchenbeschleuniger weltweit.<ref name="BaldinAE1977" >{{cite journal
| journal=Atomic Energy
| volume=43
| issue=6
| pages=1146–1147
| date=1977
| author=A. M. Baldin, I. N. Semenyushkin
| doi=10.1007/BF01117960
| publisher=Springer New York
| title=Twenty years of the synchrophasotron of the JINR High-Energy Physics Laboratory}}</ref><ref>{{internetquelle| url=https://cerncourier.com/a/jinr-celebrates-50-years/ | titel=JINR celebrates 50 years| hrsg=Cerncourier| sprache=englisch| datum=2006-03-01| abruf=2022-02-06}}</ref> Im Jahr 1971 wurden erstmals [[Deuterium]]kerne auf eine Energie von 10 GeV beschleunigt.<ref name="Baldin1971" >{{cite journal
| journal=IEEE Transactions on Nuclear Science
| volume=NS-18
| issue=3
| pages=1024–1026
| date=1971
| author=A. M. Baldin et al.
| title=Acceleration And Ejection of Deuterons of the Dubna Synchrophasotron
| url=http://epaper.kek.jp/p71/PDF/PAC1971_1024.PDF}}</ref>

In einem Tunnel 3,7 m direkt unterhalb des Synchrophasotrons wurde in den Jahren 1987 bis 1992 das [[Supraleitung|supraleitende]] [[Nuclotron]] errichtet, welches im März 1992 erstmals in Betrieb ging.
Beide Anlagen teilten sich die Vorbeschleuniger und konnten die angegliederten Experimentierplätze versorgen.<ref name="Issinsky1994" >{{cite journal
| journal=Acta Physica Polonica B
| volume=25
| issue=3–4
| pages=673–680
| date=1994
| author= I.B. Issinsky et al.
| title=Beams of the Dubna Synchrophasotron and Nuclotron
| url=http://inspirehep.net/record/379001/files/v25p0673.pdf}}</ref>

Ab dem Jahr 1991 musste der Betrieb des Synchrophasotrons infolge hoher Stromkosten und geringem finanziellem Budget erheblich eingeschränkt werden.<ref name="Kovalenko1994">{{internetquelle|url=http://nucloweb.jinr.ru/nucloserv/text/2004/nuclotron_overview.htm|titel=Nuclotron: First Beams and Experiments at the superconducting synchrotron in Dubna|autor=A.D.Kovalenko|hrsg=Laboratory of High Energies, Joint Institute for Nuclear Research|sprache=englisch|datum=1994|zugriff=2020-02-01|archiv-url=https://web.archive.org/web/20200201101749/http://nucloweb.jinr.ru/nucloserv/text/2004/nuclotron_overview.htm|archiv-datum=2020-02-01|offline=ja}}</ref>
Der Betrieb wurde im Jahr 2003 eingestellt.<ref>{{cite web|url=http://www1.jinr.ru/Reports/2003/english/03_lve_e.pdf|title=JINR Annual Report 2003, Veksler and Baldin Laboratory of High Energies|accessdate=2009-12-29|language=en|date=2003|publisher=Laboratory of High Energies, Joint Institute for Nuclear Research|format=PDF; 533 kB}}</ref><ref name="Kovalenko2007" >{{cite journal|journal=Physics Uspekhi|volume=50|issue=8|pages=870–874|date=2007|author=A. D. Kovalenko| title=From Synchrophasotron to Nuclotron|doi=10.1070/PU2007v050n08ABEH006359}}</ref>

== Technik ==
Beim Synchrophasotron handelt es sich um den letzten Beschleuniger der ersten Synchrotron-Generation. Diese Bauart wird auch als „constant Gradient“- oder „weak Focusing“- Synchrotron bezeichnet und weist einen bauartbedingten großen Strahlrohr-Querschnitt auf. Der Luftspalt der Elektromagnete hatte die Abmessungen von 40 cm × 2 m, das Gewicht der Eisenkerne der Elektromagnete betrug 36.000 Tonnen.<ref name="Hinterberger2008" >{{Literatur
|Titel=Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik
|Autor=Frank Hinterberger
|Jahr=2008
|Auflage=2
|ISBN=978-3540752813
|DOI=10.1007/978-3-540-75282-0
|Verlag=Springer Verlag
|Seiten=417
|Ort=Berlin}}</ref><ref name="Baldin1981" >{{cite journal
| journal=IEEE Transactions on Nuclear Science
| volume=NS-28
| issue=3
| pages=2043–2045
| date=1981
| author=A. M. Baldin et al.
| title=Present-Day Status of the Synchrophasotron as a Nuclear Accelerator
| url=http://epaper.kek.jp/p81/PDF/PAC1981_2043.PDF}}</ref>
Später gebaute Synchrotrone wie das [[Proton Synchrotron]] oder das [[Alternating Gradient Synchrotron]] kamen durch das „alternating Gradient“- oder „strong Focusing“-Verfahren mit wesentlich kleineren Strahlrohr-Querschnitten, und damit kleineren Magneten aus.

Im Jahr 1988 wurde im Synchrophasotron eine „alternating Gradient“-Strahlfokussierung nachgerüstet, dazu wurden in den Luftspalt der Elektromagnete unsymmetrisch angeordnete keilförmige Zwischenstücke eingesetzt, um so das Magnetfeld gemäß vorherigen Berechnungen zu verformen. Dadurch konnte der Strahl auf etwa 6 × 10 cm eingeengt werden.<ref>{{cite journal| author=I. B. Issinsky et al| year=1989| title=Second slow extraction of relativistic nuclear beams from the Synchrophasotron| journal=Proceedings of the 1989 IEEE Particle Accelerator Conference| volume=1| pages=258–259| doi=10.1109/PAC.1989.73138}}</ref>

Das Synchrophasotron war erst zur Beschleunigung von Protonen ausgelegt. Später wurden auch Kerne leichter Elemente wie Deuterium, [[Helium]], [[Lithium]], [[Kohlenstoff]], [[Sauerstoff]], [[Neon]], [[Magnesium]], [[Silizium]], [[Schwefel]] und [[Xenon]] beschleunigt.<ref name="Issinsky1994" /> Die Beschleunigung schwerer Ionen erwies sich jedoch bedingt durch mäßige [[Vakuum]]qualität und eine schwach gekoppelte Hochfrequenzbeschleunigung als ineffektiv.<ref name="Kovalenko1994" />

Als Steuerungsrechner kamen in den 70er Jahren die Modelle [[Einheitliches System Elektronischer Rechentechnik|EC1010]] und VT1010B des Herstellers [[Videoton]] zum Einsatz.<ref name="Baldin1981" />

== Weblinks ==
{{commonscat}}
* [http://www.lhe.jinr.ru/ Veksler and Baldin Laboratory of high Energy Physics (english) ]
* [http://www.lhe.jinr.ru/english/img_01.htm LHE in Images (english) ]
* [http://englishrussia.com/index.php/2010/08/10/synchrophasotron-and-nuclotron/#more-16714 Zahlreiche Bilder der Anlage (inkl. Nuclotron) ]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Teilchenbeschleuniger]]
[[Kategorie:Wissenschaft (Sowjetunion)]]

Synchrophasotron - Versionsgeschichte

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