Aufbau und Test eines Prototypen zur Messung von Hochspannung mittels kollinearer Spektroskopie

Die Messung von Hochspannung mit Hilfe von Spannungsteilern gelingt aus technischen Gründen mit einer relativen Ungenauigkeit von etwa 10e-6. Diese Präzision ist allerdings nur mit speziellen Geräten erreichbar, die in nationalen Eichinstituten vorgehalten werden. Kommerziell erhältliche Geräte haben Genauigkeiten, die mindestens eine Größenordnung geringer ausfallen. Eine alternative Methode besteht darin, Ionen mit der zu messenden Spannung zu beschleunigen und die Geschwindigkeitsänderung in kollinearer Spektroskopie zu bestimmen. Dazu wird einem Ionenstrahl ein Laserstrahl parallel oder antiparallel überlagert und ein Übergang des Ions resonant angeregt. Wegen der Geschwindigkeit des Ions erscheint die Anregungsfrequenz im Laborsystem gegenüber der Ruhefrequenz im mitbewegten System verschoben (Dopplereffekt). Aus dieser Verschiebung kann auf die Spannung geschlossen werden. Gegenstand dieser Arbeit ist der Aufbau und Test eines Prototypen, mit dem Spannungen im Bereich von -20kV bis -50kV in kollinearer Spektroskopie bestimmt werden können. Ziel ist, die Machbarkeit und die erreichbare Genauigkeit zu untersuchen und Erkenntnisse zu sammeln, die in einer Nachfolgeapparatur zur präzisen Messung von Hochspannung umgesetzt werden können