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Tractatio Iuris Publici De Serenissimis Potentissimisque Ducibus Brunsvicensibus Et Luneburgensibus / D.O.M.A. Praeside ... Dn. Joh. Ulrico Pregizero ... In Illustri Collegio Ad Diem 10. Decembr. Placido Eruditorum Examini sistit Author Christian Ulrich Blum
No full textTRACTATIO IURIS PUBLICI DE SERENISSIMIS POTENTISSIMISQUE DUCIBUS BRUNSVICENSIBUS ET LUNEBURGENSIBUS / D.O.M.A. PRAESIDE ... DN. JOH. ULRICO PREGIZERO ... IN ILLUSTRI COLLEGIO AD DIEM 10. DECEMBR. PLACIDO ERUDITORUM EXAMINI SISTIT AUTHOR CHRISTIAN ULRICH BLUM
Tractatio Iuris Publici De Serenissimis Potentissimisque Ducibus Brunsvicensibus Et Luneburgensibus / D.O.M.A. Praeside ... Dn. Joh. Ulrico Pregizero ... In Illustri Collegio Ad Diem 10. Decembr. Placido Eruditorum Examini sistit Author Christian Ulrich Blum (1)
Titelblatt (1)
Prooemium. (3)
Caput I. (5)
Caput II. (9)
Caput III. (12)
Caput IV. (22)
Caput V. (29)
Caput VI. (47)
I. - V. (54
Supplementary movies of the dynamic rupture and tsunami models published in Ulrich et al. (2019)
No full text<p>Supplementary movies of the dynamic rupture and tsunami models published in Ulrich et al. (2019)</p>
<p>movie_Sulawesi_SR-cp.mov: Absolute slip rate (m/s) across the fault network during the earthquake. Author: Thomas Ulrich</p>
<p>movie_Sulawesi_wavefield-cp.mov: Absolute slip rate (m/s) and wavefield (absolute particle velocity in m/s) across the fault network during the earthquake. Author: Thomas Ulrich</p>
<p>SulawesiTanioka.mp4: Sea surface height (m) predicted by the tsunami scenario. Author: Stefan Vater</p>
<p>reference: Ulrich, T., Vater, S., Madden, E. H., Behrens, J., van Dinther, Y., van Zelst, I., Fielding, E. J., Liang, C. & Gabriel, A. A. (2019). Coupled, Physics-based Modeling Reveals Earthquake Displacements are Critical to the 2018 Palu, Sulawesi Tsunami. doi: 10.31223/osf.io/3bwqa.</p>
Entwicklung und Erforschung eines neuartigen Injektionssystems für einen toroidalen Hochstromspeicherring
No full textDie vorliegende Dissertation befasst sich mit der Entwicklung und Erforschung eines konzeptionell neuartigen Injektionssystems zum Transport von Ionenstrahlen in toroidale Magnetfeldstrukturen. Die Forschungsarbeit ist dabei Teil des Figure-8 Speicherringprojekts (F8SR) des IAP, bei welchem es um die Erforschung der Physik und die Entwicklung eines niederenergetischen, supraleitenden, magnetostatischen Figure-8 Hochstromspeicherrings geht. Dieser neuartige Speicherring ermöglicht aufgrund des Einsatzes von fokussierenden solenoidalen und toroidalen Magnetfeldern das Speichern von Strahlströmen von bis zu einigen Ampere. Diese Arbeit baut auf früheren Forschungsarbeiten zu diesem Themenfeld auf, in welchen die Grundlagen und Ausgangsparameter für die experimentelle Untersuchung der Injektion gelegt und mit dem Aufbau des Injektionsexperiments begonnen wurde.
In dieser Dissertation wird den Fragen nachgegangen, ob ein magnetisches Konzept des Injektionssystems mittels eines „Scaled-Down“-Experiments experimentell umsetzbar ist und ob mit diesem die Injektion von Ionenstrahlen in toroidale Magnetfeldstrukturen realisiert werden kann. Ziel ist es dabei, ein Injektionssystem aufzubauen, durch welches sowohl ein seitlich injizierter Injektionsstrahl, welcher den in den Speicherring zu injizierenden Strahl darstellt, als auch ein gleichzeitig durch die toroidalen Magnetfelder driftender Ringstrahl, welcher den im Speicherring zirkulierenden Strahl darstellt, ohne Verluste transportiert werden können. Das Injektionssystem besteht dabei aus drei normalleitenden Magneten, wobei es sich um zwei baugleiche 30 Grad Toroide sowie einen Solenoid handelt. Die Toroide bilden den Transportkanal für den Ringstrahl, während der Injektionssolenoid senkrecht zwischen den beiden Toroiden endet und den Injektionskanal für den Injektionsstrahl darstellt.
Zunächst wurde das Injektionssystem mittels Strahltransportsimulationen untersucht und aufbauend auf den Ergebnissen die benötigen Vakuumkomponenten sowie der Injektionsmagnet ausgelegt, entwickelt und umgesetzt. Anschließend wurde mit dem fertigstellten Injektionsexperiment der Transport von zwei Ionenstrahlen durch das Injektionssystem experimentell erforscht. Dabei wurden die Strahlpfade mit einem in Entwicklung befindlichen Kameradetektorsystem aus verschiedenen Perspektiven aufgenommen und das Strahlverhalten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Parametern phänomenologisch analysiert und diskutiert, mit den Ergebnissen der Simulationen verglichen sowie theoretisch bzgl. der RxB Drift und eines Gedankenmodells eingeordnet. Die technische Umsetzung, Inbetriebnahme und Durchführung verschiedener Vorabexperimente bzgl. weiterer Komponenten des Injektionsexperiments (bspw. Ionenquellen und Filterkanäle) ist ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit.
Bei den experimentellen Untersuchungen mit Wasserstoff- und Heliumionenstrahlen konnte beobachtet werden, wie der Injektionsstrahl in den zweiten Toroid driftet und somit erfolgreich injiziert wird. Des Weiteren wurde eine Heliummessung durchgeführt, bei der sowohl der Injektionsstrahl als auch der Ringstrahl erfolgreich durch das Injektionssystem transportiert werden konnten. Auch die Auswirkungen des Injektionsmagneten auf den Ringstrahl konnten experimentell untersucht werden. Die verschiedenen Messungen wurden mittels des Gedankenmodells diskutiert und mit den Ergebnissen der Simulationen sowie untereinander verglichen.
Das abschließende Ergebnis dieser Arbeit ist, dass durch den Einsatz von solenoidalen und toroidalen Magnetfeldern der Injektionsstrahl vom Injektionsmagneten in den zweiten Toroid transportiert und dieser somit in die gekoppelte magnetische Konfiguration der Toroide eingelenkt werden kann. Der gleichzeitige verlustfreie Transport eines Ringstahls durch das Injektionssystem konnte dabei ebenfalls realisiert werden. Des Weiteren stimmen die Ergebnisse der Simulationen und Experimente sowie die theoretischen Überlegungen überein.
Das neuartige Injektionskonzept, welches als Schlüsselkomponente für die Umsetzung des Figure-8 Hochstromspeicherrings benötigt wird, wurde somit mittels Theorie, Simulation und Experiment überprüft und die Funktionalität bestätigt.
Zukünftige Forschungsfragen für welche der Figure-8 Hochstromspeicherring verwendet werden könnte, bspw. aus den Bereichen der experimentellen Astrophysik oder Fusionsforschung, wurden abschließend diskutiert
Design and optimization of the lattice of the superconducting synchrotron SIS300 for slow extraction
No full textThe superconducting synchrotron SIS300 is planned to be built at the new Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), at GSI-Darmstadt [1]. SIS300 will be a versatile machine, which by means of a low-energy stretcher-mode or a high-energy ramped-mode will provide slowly extracted heavy ion beams towards the experimental areas. To reach the required maximum field of 4.5 T, cos(θ) magnets are necessary. Thus, SIS300 will become the first superconducting synchrotron worldwide with cos(θ) magnets providing resonant slow extraction.
Since SIS300 will be installed in the same tunnel as the SIS100 synchrotron, the dipole layout of SIS300 cannot be freely chosen. Thus, a standard lattice cannot be applied. A redesign of the SIS300 lattice accepting compromises concerning the positions and phase advances between the optical elements has been proposed. Using the analytical model of the slow extraction, firstly proposed by Kobayashi, and the analytical description of the resonance driving modes, a multiobjective optimization algorithm has been developed for the optimization of the lattice under the given boundary conditions. The final goal of the lattice optimization is a higher efficiency of the slow extraction. The results are evaluated by means of tracking simulations performed with the code Elegant.
The field quality in superconducting cos(θ) magnets is determined by the positions of the superconducting cable and the static and time-dependent effects of the current in the cable. Furthermore, the fast ramp rates of 1 T/s in the dipoles, which are fifty times faster than in any other superconducting cos(θ) magnet, together with the fact that the aperture is smaller than in conventional accelerator magnets, makes it extremely difficult to obtain a high-quality magnetic field. The unavoidable field errors affect the beam dynamics and worsen the slow extraction efficiency. Therefore, the field errors in the SIS300 dipoles have been estimated, and their effects have been taken into account in the optimization algorithm. As a result a compensation scheme has been proposed, in which time-dependent gradients in the sextupoles counteract the decay of the sextupole field errors in the dipole magnets during the slow extraction. For the limits where the compensation was no longer possible, tolerances to the magnet field errors have been determined.Das FAIR-Projekt am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung sieht den Bau des supraleitenden Schwerionensynchrotrons SIS300 vor. Beim SIS300 handelt es sich um eine vielseitige Maschine, die Experimenten langsam extrahierte Ionenstrahlen zur Verfügung stellen kann. Dabei wird zwischen dem sogenannten "Stretcher Mode" und dem "Ramped Mode" unterschieden. Beim "Stretcher Mode" wird der im SIS100 beschleunigte Ionenstrahl in das SIS300 transferiert, aus dem der Strahl dann langsam extrahiert werden kann, während das SIS100 in dieser Zeit weitere Experimente mit hochintensiven Schwerionenstrahlen versorgen kann. Im "Ramped Mode" werden die Ionen aus dem SIS100 bis zu einer maximalen magnetischen Steifigkeit von 300 Tm weiter beschleunigt und anschlieÿend langsam extrahiert. Um die hierfür benötigten maximalen Feldstärken von 4,5 T zu erreichen, sind cos(θ)-Magnete vorgesehen. Das SIS300 wird somit das erste supraleitende Synchrotron mit cos(θ)-Magneten sein, welches eine langsame Extraktion von Ionenstrahlen ermöglicht.
In dieser Arbeit wird die ionenoptische Auslegung des supraleitenden Synchrotrons SIS300 für eine hocheffiziente langsame Extraktion behandelt. Hierfür waren Lösungen für die beiden folgenden maÿgeblichen Herausforderungen zu finden:
1. Das SIS300 wird oberhalb des SIS100 im selben Tunnel installiert werden. Da der Tunnel basierend auf der SIS100 Magnetstruktur geplant wurde, legt dieser gleichzeitig die Anordnung der Dipolmagnete im SIS300 fest. Dies verhindert den Einsatz von Standardstrategien zur Positionierung der Sextupolmagnete für die langsame Extraktion. Die Auslegung der nichtlinearen Magnetstruktur muss im Falle des SIS300 mit besonderem Bedacht durchgeführt werden, um eine Anregung von Resonanzen, die zu einer Kopplung der horizontalen und vertikalen Phasenräume und damit einhergehend zu einer Reduktion der dynamischen Apertur führen würden, zu verhindern. Eine zu starke Reduktion der dynamischen Apertur hätte unkontrollierten Teilchenverlust zur Folge. Aus diesem Grund war eine maÿgeschneiderte Lösung für das SIS300 notwendig.
2. Die Feldqualität in supraleitenden cos(θ)-Magneten wird durch die Anordnung der Leiter und durch statische und zeitabhängige Stromeffekte bestimmt. Die hohe Ramprate von 1 T/s, die 50 mal schneller ist als in allen existierenden cos(θ)-Magneten, kombiniert mit der Tatsache, dass die Apertur verglichen mit konventionellen Dipolmagneten relativ klein ist, erschwert es erheblich ein magnetisches Feld hoher Güte zu erhalten. Die nicht vermeidbaren Feldfehler beeinflussen die Strahldynamik und senken die Effizienz der langsamen Extraktion. Aus diesem Grund müssen die Feldfehler der Dipolmagnete bei der Auslegung der nichtlinearen Strahlführungskomponenten berücksichtigt bzw. kompensiert werden..
Measurement and interpretation of laser accelerated protons at GSI
No full textEine wichtige Folge der Chirped-Puls-Verstärkungstechnik war die Entwicklung von Lasersystemen, die ultrakurze (Femtosekunden) Laserpulse mit über ein Terawatt produzieren können. Die Fokussierung der Laserpulse auf wenige Mikrometer erhöht die Laserintensit¨at enorm, man erreicht heute 1018 W/cm2 Die ultrakurzen und ultraintensiven Laserpulse erreichen elektrische Feldstärken, welche die atomaren Felder überschreiten. Sie ionisieren umgehend die getroffene Metalloberfläche, was zu einem Vorplasma führt. Die Elektronen absorbieren direkt einen Teil der Laserenergie durch diese Wechselwirkung. Die Elektronen mit hoher Energie propagieren durch das Taget und bauen beim Austritt das beschleunigende Feld für Ionen auf, die aus der Targetrückseite gelöst und beschleunigt werden. Diese Ionen erreichen eine Energie von mehreren MeV mithilfe von ultrahohen elektrostatischen Feldern - bis zu TV/m. Die beschleunigten Ionen sind ganz überwiegend Protonen aus den Adsorbaten der Targetoberfläche. Die gewonnenen Protonen und der Elektronenpuls verlassen die Targetückseite als quasi neutrale Verteilung. Diese Beschleunigung aus der nicht bestrahlten Targetoberfl¨ache durch das quasistatische elektrische Feld wird als TNSA (Target Normal Shearth Acceleration) bezeichnet.This thesis is structured into 7 chapters:
• Chapter 2 gives an overview of the ultrashort high intensity laser interaction with matter. The laser interaction with an induced plasma is described, starting from the kinematics of single electron motion, followed by collective electron effects and the ponderamotive motion in the laser focus and the plasma transparency for the laser beam. The three different mechanisms prepared to accelerate and propagate electrons through matter are discussed. The following indirect acceleration of protons is explained by the Target Normal Sheath Acceleration (TNSA) mechanism. Finally some possible applications of laser accelerated protons are explained briefly.
• Chapter 3 deals with the modeling of geometry and field mapping of magnetic lens. Initial proton and electron distributions, fitted to PHELIX measured data are generated, a brief description of employed codes and used techniques in simulation is given, and the aberrations at the solenoid focal spot is studied.
• Chapter 4 presents a simulation study for suggested corrections to optimize the proton beam as a later beam source. Two tools have been employed in these suggested corrections, an aperture placed at the solenoid focal spot as energy selection tool, and a scattering foil placed in the proton beam to smooth the radial energy beam profile correlation at the focal spot due to chromatic aberrations. Another suggested correction has been investigated, to optimize the beam radius at the focal spot by lens geometry controlling.
• Chapter 5 presents a simulation study for the de-neutralization problem in TNSA caused by the fringing fields of pulsed magnetic solenoid and quadrupole. In this simulation, we followed an electrostatic model, wherethe evolution of both, self and mutual fields through the pulsed magnetic solenoid could be found, which is not the case in the quadrupole and only the growth of self fields could be found. The field mapping of magnetic elements is generated by the Matlab program, while the TraceWin code is employed to study the tracking through magnetic elements.
• Chapter 6 describes the PHELIX laser parameters at GSI with chirp pulse amplification technique (CPA), and Gafchromic Radiochromic film RCF) as a spatial energy resolver film detector. The results of experiments with laser proton acceleration, which were performed in two experimental areas at GSI (Z6 area and PHELIX Laser Hall (PLH)), are presented in section 6.3.
• Chapter 7 includes the main results of this work, conclusions and gives a perspective for future experimental activities
Expatriate Assignments : comparison of Theory and Practice
No full textAuthor: Ulrich MeindlAbstract in englischer SpracheDiplomarbeit Universität Linz 201
Expatriate Assignments : comparison of Theory and Practice
No full textAuthor: Ulrich MeindlAbstract in englischer SpracheDiplomarbeit Universität Linz 201
Ulrich Becher: An Introduction to the Life and Writings of this Contemporary German Author
No full textv, 29 p.Originally I had intended to treat all of his epic, lyric,
and dramatic works which were available to me. As my research
progressed, I realized, however, that a detailed investigation
of Becher's philosophy, literary form and imagery would be
impossible within the limitations of a thesis. Instead, I
chose to introduce this contemporary German author to an
English-speaking audience through a survey of his life and
works, followed by an analysis of three narratives representing
the three periods of Ulrich Becher's writing
Transverse excitation for beam diagnostics and slow extraction from synchrotrons
No full textTransverse excitation is a key method required for the operation of synchrotrons, a type of circular particle accelerator suitable for a wide range of applications. The excitation is essential to control the beam: First, it is used in the context of beam diagnostics to enable monitoring of the accelerator's working point (tune). This is required to setup the machine and to avoid unintentional beam losses. Second, it is used in the context of resonant slow extraction to drive and control the extraction of particles from the accelerator. This method referred to as Radio Frequency Knock Out (RF-KO) enables the delivery of defined beam intensities for experiments or medical treatments. Transverse excitation is performed by creating a time-dependent electromagnetic field through which particles are deflected on each subsequent turn in the synchrotron. To generate this dipolar field with frequencies in the radio frequency (RF) domain, signal generators, amplifiers and stripline kickers (exciters) are utilized.This thesis comprises a detailed study of the method of transverse excitation. Special focus is placed on the nonlinear beam dynamics, the composition and generation of the excitation signal and the peripheral systems (detectors, exciters). An excitation system for tune diagnostics and one for resonant slow extraction is developed and used to study different methods for transverse excitation experimentally. Particle tracking simulations are carried out to gain a detailed understanding of the excitation process. Based on the findings from experiments and simulations, recommendations are given for the improved application of excitation techniques. Two new excitation methods for resonant slow extraction are developed, studied and compared to other commonly applied methods. The sensible application of these excitation techniques is essential to improve the quality of the particle beam and the operation and performance of the synchrotron
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