Target Holder für Meteoriten Probe

Für einen spezifischen Test einer Probe eines Eisenmeteoriten, durchgeführt am CERN HiRadMat Facility, wurde ein Target Holder entworfen und gefertigt um die korrekte Positionierung während der Bestrahlung mit einem high-energy, high-intensity Protonenstrahls. In Kooperation mit der Fa. OuSoCo wurde eine neue Montagevorrichtung entwickelt.

TargetHolder

Die konische Lagerung innerhalb des Target Holders gewährleistet eine präzise Positionierung entlang der Longitudinalachse der zylinderförmigen Eisenprobe in Bezug auf den Protonstrahl, bei gleichzeitiger Vergabe der radialen Schwingfähigkeit der Meteoritenoberfläche (resultierend aus der Anregung durch den Protonenstrahl).

In enger Zusammenarbeit mit OuSoCo als auch in Kollaboration mit Mitarbeitern des CERN und internationalen Institutionen wurde das Design entwickelt und der Fertigungsprozess geplant und durchgeführt.

Der Zusammenbau der Teile wurde innerhalb CAE Simulation & Solutions durchgeführt. OuSoCo führte erfolgreich die experimentelle Kampagne aus im Mai 2024 mit einer erfolgreichen weltweit erstmaligen Echtzeitmessung der dynamischen Antwort eines Eisenmeteoriten durch die Bestrahlung eines high-energy Protonenstrahls.

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Die Bilder zeigen eine vereinfachte Darstellung der CAD Zeichnungen des Target Holder Assemblys (oben rechts), eine technische Zeichnung des Target Holder Envelopes (links), und eine Ansicht des high-precision Fenster während der diagnostischen Tests vor der Experimentdurchführung (unten rechts).

Unter der Verwendung der Spezifikation von OuSoCo entwickelte CAE Simulation & Solutions ein design des Target Holders aus einer Kombination optischer und vakuumdurchführungs Komponenten. Ein wesentlicher Aspekt des Experiments ist die Messung der Oberflächenverschiebung des Meteoriten mittels Laser-Doppler Vibrometer (LDV), oberhalb des Target Holder Envelopes. Infolgedessen wurde eine UV fused silica high-precision Linse mit anti-Reflektionsbeschichtung – mit der notwendigen Transmissivität für den Laser, verwendet.

Um die Temperaturbedingungen während des Experiments zu überwachen wurde ein Temperatursensor auf die Meteoriten Probe verklebt. Die Kombination neu entwickelter Komponenten und der Modifikation vorhandener marktüblicher Komponenten im CAD bewies sich als wesentliche Lösung während der engen Projektzeitvorgabe.
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Ansprechperson

Dr. Wolfgang Krach

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