Digital Soft Aquare Wave Generator für Teilchenbeschleuniger

DISWAG schafft eine neue, flexible Methode zur Herstellung von radioaktiven Tracern für die molekulare Bildgebung. Die typische analoge und sinusförmige Beschleunigungsspannung für Teilchenbeschleuniger soll durch eine digitale rechteckige ersetzt werden. Eine Innovation, die zahlreiche Vorteile mit gesellschaftlicher, wirtschaftlicher und pädagogischer Relevanz hat, da sie u.a. in der Medizin eine Realisierung kompakterer Generatoren für kurzlebige Radioisotope ermöglicht. Dies ermöglicht ein multipartikelfähiges Kompaktsystem mit einstellbarer Beschleunigerfrequenz für den lokalen Einsatz und/oder materialwissenschaftliche Zwecke.
Vorteilhaft ist auch der Einsatz als Lehrzyklotron: Schüler und Studenten können die physikalischen Zusammenhänge leichter verstehen, da der physikalische Hintergrund des Beschleunigungsprinzips über ein Rechtecksignal näher am schulischen Modell liegt.
Im physikalischen Kontext bedeutet der Ersatz der bisherigen sinusförmigen Beschleunigungsspannung durch eine annähernd rechteckförmige den Vorteil der besseren Einstellbarkeit von Frequenz und Signalform. Eine breitbandige Anpassung an die Last ermöglicht es, den Rechteckimpuls direkt zu transformieren und in die Kavität einzubringen. Ein PLD stellt die benötigten Steuersignale hochpräzise zur Verfügung. Über die flexible Umsetzbarkeit werden wichtige Systemparameter während der Laufzeit einstellbar und damit das Beschleunigungsverhalten optimiert.
Zu den Kernthemen gehört eine Steuereinheit, die zu Gunsten höherer Geschwindigkeit, Präzision und Flexibilität durch eine parallel arbeitende Logik ergänzt wird und die Ansteuerung einer speziell hierfür ausgelegten digitalen Endstufe übernimmt. Der Wechsel von analoger Ansteuerung zu einer digitalen bietet eine dynamische Anpassbarkeit hinsichtlich Frequenz, Amplitude und Signalform. Ein speziell für diese Anwendung auszuarbeitender hochspannungsfähiger Hochfrequenztransformator passt das Signal breitbandig an die Beschleunigerstruktur an.