Das Schul-Zyklotron Columbus orientiert sich an der Originalarbeit des Zyklotron-Erfinders E.O. Lawrence aus dem Jahr 1929 und soll Protonen auf circa 20 keV bis maximal 50 keV beschleunigen. Es verfügt damit über eine geringe Endenergie, sodass der Protonenstrahl während des Betriebs untersucht werden kann. Das unterscheidet den Mini-Teilchenbeschleuniger von seinen viel größeren Vorbildern. Insbesondere für die Verwendung in Schule und Lehre ist dies ein großer Vorteil.
Aufs Vakuum kommt es an
Das Zyklotron besteht aus einer Vakuumkammer mit einem Durchmesser von 200 Millimetern. In der Kammer herrscht ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 mbar. Weitere Hauptbestandteile sind ein Elektromagnet, eine Hochspannungsquelle und eine Ionenquelle.
Für die passende Vakuumausstattung stellte Pfeiffer Vacuum einen Turbopumpstand HiCube Eco zur Verfügung. Dieser Pumpstand erzeugt das benötigte Vakuum im Zyklotron. Er besteht aus einer Turbopumpe sowie einer trockenen Membranpumpe.
Für die Druckmessung befinden sich in dem
Pumpstand ein Pirani- und ein Ionisationsvakuummeter mit einer entsprechenden Anzeige- und Steuereinheit. Zur Messung der beschleunigten Protonen kommt außerdem ein Faraday-Cup aus einem Massenspektrometer als Detektor zum Einsatz.
