\chapter{ Der Bau des Elektronen-Synchrotrons} 
% letzte Aenderung 18.9.08
\section{Die Mannschaft der ersten Stunde}
\index{Synchrotron, Bau}
Mit der Einsetzung eines vorläufigen Arbeitsausschusses unter der Leitung
von W.~Jentschke Ende 1956 konnten erste konkrete Schritte zur Realisierung
des Vorhabens DESY unternommen werden. Natürlich gab es nur vorläufige
Finanzierungszusagen; es war im übrigen nicht klar, ob die Gründung von 
DESY
nicht doch noch scheitern würde. In dieser Situation erhielt Jentschke
die Unterstützung vieler deutscher Kollegen, die sich an der Planung, der
Gewinnung geeigneter Mitarbeiter für DESY und an konkreten
 Entwicklungsarbeiten beteiligten. Darunter waren F. Sauter in Köln, 
W. Paul und H. Steinwedel in Bonn,
A. Schoch am CERN in Genf, W. Walcher in Marburg und H. Ehrenberg in 
Mainz. M.S. Livingston, der in
Cambridge ebenfalls ein 6~GeV Elektronensynchrotron erstellte, bot
 an, Hamburger Ingenieure und Wissenschaftler in sein
Team aufzunehmen, damit sie die Kunst des Beschleunigerbaus lernen 
könnten.\footnote{Im Jahr 1967 wurde Prof. M. S. Livingston von der
 Mathematisch-Naturwissen\-schaftlichen Fakultät der Universität Hamburg
die Ehrendoktorwürde verliehen.}  \addbigparskip

Angesichts der ungewissen Zukunft des Projekts war es für die ersten
Mitarbeiter ein großes Wagnis, sich diesem anzuschließen. Es
erforderte Idealismus und die Begeisterung für eine große interessante
Aufgabe. Dies konnte man auch als Filter verstehen, und durch das Werben
Jentschkes und die Vermittlung von Kollegen kam so eine exzellente
junge Mannschaft zusammen. Obwohl ohne jede Erfahrung im Beschleunigerbau,
 gelang ihnen unter der Führung Jentschkes der Bau
eines erstklassigen Beschleunigers, der einen Platz unter den besten
Maschinen der Welt einnehmen sollte. \addbigparskip 

Der erste Mitarbeiter überhaupt war J. Sehnalek\index{Sehnalek}, ausgeliehen 
von der Hamburger Verwaltung.
Im Laufe des Jahres 1957 konnten dann weitere Mitarbeiter gewonnen
werden, die als Gruppenleiter für den Bau der einzelnen Komponenten der 
Maschine verantwortlich wurden.
Der erste offizielle Arbeitstag war der 2. Mai 1957, und zunächst erhielten 
die Mitarbeiter Privatdienstverträge von W. Jentschke. \addbigparskip

Unter den Mitarbeitern der ersten Stunde waren der Physiker Klaus Steffen
aus dem Hamburger Physikalischen Universitäts-Institut und der HF-Ingenieur 
Alfred Kroltzig, die zunächst nach Cambridge zu Livingston 
gingen. Hans-Otto Wüster, ein theoretischer Physiker, der von F.
Sauter aus
Köln kam, sollte die Maschinenparameter festlegen, Werner Hardt aus Bonn die 
Magnete
konstruieren, Werner Bothe die Energieversorgung und Georg Schaffer die
Hochfrequenz übernehmen.
 Uwe Timm, der von der Universität Hamburg kam, übernahm die Ausschreibung 
für den Einschuss-Linearbeschleuniger, 
 dessen Bau an eine Firma übertragen wurde.
 Die Bauplanung lag in den Händen von Ottokar Beer, \index{Beer}
der einschlägige Industrieerfahrung mitbrachte. Dazu kamen noch 
Erwin Bodenstedt\footnote{Er nahm bald danach einen Ruf an die 
Universität Bonn an.} 
und Alfred Ladage, Assistenten Jentschkes an der Universität Hamburg. 
\index{Bodenstedt}\index{Ladage}
 \index{Kroltzig}\index{Steffen}\index{Wuster@Wüster}  
\index{Hardt}\index{Bothe}\index{Schaffer}\index{Timm}
\addbigparskip 

Zu den ersten Aufgaben zählten die Erstellung von Investitions- und 
Personalplänen.
Auch musste Labor-, Werkstatt- und Büroraum  und vor allem
ein geeignetes Gelände für den Bau der Maschine gefunden werden.

\section{Gelände und Bauten}
\index{DESY-Gelände}
Für die Beschaffung des Geländes kam dem DESY das Glück zu Hilfe. In 
Bahrenfeld
im Westen von Hamburg befand sich ein Flugplatz, der vorher einmal ein
Exerzierplatz gewesen war. Zwischen 1890 und 1895 hatte ihn der Militärfiskus
erworben und bis zum ersten Weltkrieg fanden dort Militärparaden 
statt~\cite{We05}. Am 5. September 1904 und am 26. August 1911 kam seine 
Majestät Kaiser
Wilhelm II nebst Gemahlin unter großer Anteilnahme der Bevölkerung zur 
großen Truppenparade\footnote{Ein Bild des Kaisers hoch zu Ross auf dem 
späteren DESY-Gelände befindet sich im Postkartenarchiv des Altonaer 
Museums.}. 
Die Majestäten hatten dabei auf der vor Neu\-mühlen 
ankernden Yacht \glq{}Hohenzollern\grq{} Quartier genommen. Im Jahr 1927 entstand dann
auf dieser Fläche ein Flugplatz. Im Zuge seiner Erweiterung wurde 1934
das Hünengrab mit dem Kaiser-Wilhelm-Stein abgetragen, wobei das
Hünengrab eigentlich ein bronzezeitliches Hügelgrab war, ungefähr an der
Stelle der heutigen DESY-Bibliothek gelegen (siehe Chronik von 
Martin Wendt~\cite{We05}). Nach dem zweiten Weltkrieg gehörte das Areal dem 
Bundesverteidigungsministerium.
Der zuständige Bundesminister Franz Josef Strauss konnte bewogen werden, 
einen großen
Teil davon DESY zu überlassen. Die Bundesvermögensstelle wies
DESY im Mai 1957 in den ersten Teil des Areals ein. Die Abb.~\ref{fig-gel} 
zeigt das Gelände in seinem damaligen Zustand.  \addbigparskip

\begin{figure}[ht]%
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{bilder/gelaende}%
\caption[Gelaende]{Das ursprüngliche DESY-Gelände in Hamburg-Bahrenfeld
                   (DESY-Archiv). \index{DESY-Gelände}}%
\label{fig-gel}%
\end{center}
\end{figure}


Die weiteren Verhandlungen auf der Seite DESYs lagen vornehmlich auf den 
Schultern des Leiters der Verwaltung,
 Heinz Berghaus. \index{Berghaus} Dieser
hatte gute Verbindungen zum Hamburger Senat. Mit der Lebensklugheit des
Juristen hatte er ein gutes Gefühl für künftige Entwicklungen und  
konnte erreichen, dass DESY ein verhältnismäßig großes Areal 
zugesprochen 
wurde. Dies erwies sich bei den späteren Erweiterungen der Anlage als 
ungemein hilfreich (Abb.~\ref{fig-berghaus}).  \addbigparskip

\begin{figure}[ht]%
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{bilder/berghaus}%
\caption[Berghaus]{ Heinz Berghaus, Leiter
        der DESY Verwaltung von 1950--77, erläutert das Gelände 
          anhand eines Modells.}%
\label{fig-berghaus}%
\end{center}
\end{figure}

Das Gelände war auch in anderer Hinsicht eine gute Wahl: Der bis in große 
Tiefe sandige Untergrund erwies sich als günstig für die Aufstellung des
Beschleunigers, wenn man von den eingesprengten Findlingsblöcken absah. \addbigparskip

Die Finanzierung der ersten Bauten war schwierig~\cite{Hab89}.
Im Dezember 1957 fand das Richtfest für die sogenannten Vorbereitungsbauten
statt, ein paar Baracken, welche die ersten Mitarbeiter 
von DESY aufnahmen.
\index{Vorbereitungsbauten}
Ein Mehrzweckbau als Wissenschaftlerwohnheim, Verwaltungsbau
und Kantine wurde 1959 fertiggestellt. Anfang desselben Jahres -- noch vor der 
offiziellen Gründung von DESY -- fand auch die
Grundsteinlegung für das Ringtunnelgebäude statt, welches den Beschleuniger
aufnehmen sollte. Das Labor- und Werkstattgebäude wurde, wie erwähnt,
von der Stiftung Volkswagenwerk finanziert.

\section{Die Planung des Beschleunigers}
\index{Synchrotron Planung}
Im Jahr 1957 traten Physiker der Universität Stanford in Kalifornien unter
der Führung von W. K. H. Panofsky mit einem Vorschlag an die 
Öffentlichkeit,
der sofort  Gesprächsstoff aller Beschleunigerenthusiasten wurde:
Die Kalifornier wollten einen zwei Meilen langen Linearbeschleuniger mit
einer Strahl\-energie von etwa 30~GeV bauen, genannt \glq{}das Monster\grq{}. Damit
wurde für DESY eine Grundsatzfrage aufgerollt: Synchrotron oder 
Linearbeschleuniger (\glq{}Linac\grq{})?  \addbigparskip

Oberflächlich gesehen sprach vieles für den Linac, nämlich
 die vergleichsweise einfache und repetitive Technologie,
 die Möglichkeit, die Maschine in Etappen zu bauen und die Energie 
    nachträglich zu erhöhen. Ferner sprachen dafür
 die vergleichsweise einfache Konstruktion der Vakuumröhre
und dass ein ejizierter Strahl, wichtig für viele Experimente, trivial 
vorhanden war. \addbigparskip

Für das Synchrotron sprach, dass der Fluss der beschleunigten Teilchen 
 im Gegensatz
zum Linac etwas zeitlich gedehnt an den Experimenten ankam, was kompliziertere 
Experimente mit Koinzidenzanordnungen ermöglichte. \addbigparskip 

%Die Kosten stellten sich als ungefaehr gleich heraus. Das war gut, da man so
%nicht der Versuchung erliegen konnte, die billigere Maschine zu bauen. Falls
%sich dies hinterher als falsche Entscheidung erwiesen haette, haette man die
%ganze Investition verloren.

Die Argumente für die beiden Maschinen schienen den Verantwortlichen als 
ungefähr gleichgewichtig. Am Schluss ging eine Gruppe von Weisen
(Jent\-schke, Paul, Schmelzer und Walcher) in Klausur~\cite{Hab89}, und ihre
Entscheidung war: Synchrotron.
Dies war die richtige Entscheidung. Die Punkte zugunsten eines Linacs
stellten sich als nicht so schwerwiegend heraus; sie waren eher technischer 
Natur und
konnten weitgehend durch die Ingenieurskunst der DESYaner kompensiert werden.
Sehr gravierend war dagegen der physikalische Vorteil, den das Synchrotron
durch die Möglichkeiten von Koinzidenzexperimenten bot. Ein Linac in
Hamburg hätte gegen die Konkurrenz in Stanford mit ihrer weit
höheren Energie keine Chance gehabt.  

\section{Die Festlegung der Parameter}
\index{Synchrotron Parameter}
Es folgt zunächst eine kurze Charakterisierung der Wirkungsweise eines 
Synchrotrons. In einer solchen Maschine laufen die Teilchen (in diesem Fall
Elektronen) auf einer fast kreisförmigen Bahn um. Auf dieser Bahn werden
sie durch Ablenkmagnete gehalten und durch Hochfrequenz-Beschleunigerstrecken
wird ihre Energie laufend erhöht. Im gleichen Masse wie die Energie steigt, 
wird
auch das Magnetfeld der Ablenkmagnete erhöht, bis die Endenergie erreicht
ist und die Elektronen in die Versuchsanordnungen ausgelenkt werden
 können.
Danach wird das Feld in den Ablenkmagneten auf den Anfangswert 
zurückgefahren,
 neue Elektronen in den Ring eingeschossen und ein neuer
Beschleunigungszyklus gestartet. \addbigparskip

Die Beschleunigung  erfolgt in \index{Resonatoren}
Hochfrequenzresonatoren, in die eine hochfrequente Wechselspannung
so eingespeist wird, dass die Elektronen beim Durchfliegen jeweils eine
beschleunigende Feldstärke sehen. Während des ganzen Vorgangs müssen
die Elektronen mit einer Genauigkeit von etwa 1~mm auf einer vorgegebenen
Bahn mitten durch die Magnete gehalten werden (\glq{}Sollkreis\grq{}). Das tun sie
nicht freiwillig, sondern es bedarf fokussierender Quadrupolmagnete, um sie
in der Nähe der Sollbahn zu halten. Das Prinzip der starken Fokussierung
\cite{Cou52} benutzt Magnete, die sowohl in der vertikalen als auch in der 
horizontalen Strahlebene abwechselnd sehr stark fokussieren bzw. defokussieren.
  Der
 kombinierte Effekt ergibt insgesamt eine Fokussierung. Dieses Prinzip
kommt mit Magneten relativ kleiner Öffnung aus und spart dadurch Kosten.
Beim DESY-Synchrotron waren die Funktionen der Ablenkung und Fokussierung bzw.
Defokussierung in ein und demselben Magneten vereinigt (\glq{}combined function\grq{}). \addbigparskip

Eine Besonderheit von Elektronenbeschleunigern ist die Synchrotronstrahlung.
\index{Synchrotronstrahlung}Elektronen, die auf einer Kreisbahn umlaufen, 
erzeugen elektromagnetische Strahlung tangential
 zur Elektronenbahn. Die Strahlungsleistung steigt proportional zum
Strahlstrom und mit der vierten Potenz der Energie. Der Energieverlust
durch diese Strahlung muss durch das Hochfrequenzsystem ausgeglichen 
werden. Wo
die Strahlung auftrifft,
verursacht sie unter Umständen schwere Schäden. Schließlich begrenzt die
Synchrotronstrahlung die
Energie, die mit Elektronensynchrotrons mit vernünftigem Aufwand erreicht
werden kann. \addbigparskip
% Für das DESY Synchrotron hat diese Strahlung Quantenenergien 
%von bis zu einigen keV (1~keV = 1000~eV (Elektron-Volt)).

Hans-Otto Wüster \index{Wuster@Wüster} hatte es übernommen, die 
Parameter des 
Synchrotrons festzulegen.
Dies geschah in enger Absprache mit den Gruppenleitern. Wertvollen Rat
bezüglich der Optik der Maschine erhielt er von den Experten am CERN,
und natürlich hatte man als Beispiel und Vorbild den ebenfalls im Bau 
befindlichen Cambridge Electron Accelerator (C.E.A.). \addbigparskip

Die erste wichtige Entscheidung betraf die Magnetstruktur und den Radius
der Maschine. Die Magnetstruktur wurde auch am CERN und am C.E.A.
diskutiert und am Ende bestand Übereinstimmung, dass eine FODO Struktur
die günstigste ist. Hier steht F bzw. D für einen fokussierenden bzw.
defokussierenden kombinierten Ablenkmagneten und O für ein feldfreies
gerades Stück zur Aufnahme von Beschleunigungsstrecken, Vakuumpumpen,
Targets, Strahl-Injektion und -Ejektion und anderes mehr. Für den Radius
der Maschine wurde ein Wert etwas größer als der des C.E.A. gewählt. 
DESY hatte im Gegensatz zum C.E.A. genug Platz. \addbigparskip

Der etwas größere Radius erhöhte
zwar die Kosten der Maschine, brachte aber eine Reihe von Vorteilen: 
Die Maschine bot etwas mehr Platz; dies war vor allem für die geraden
Stücke wichtig, wo Einbauten leichter untergebracht werden konnten.
Sie konnte auch eine etwas höhere Energie erreichen als der C.E.A.: 7,5~GeV
im Vergleich zu 6~GeV \footnote{ 1~GeV = $10^9$ Elektron-Volt}. Der etwas 
größere Radius hatte etwas weniger
Synchrotronstrahlung zur Folge. Dies erleichterte vor allem den Bau
der Vakuumkammer und verminderte Strahlenschäden sowie die benötigte 
Hochfrequenzleistung.
 Für die Wiederholfrequenz des Beschleunigungszyklus bot sich
die Netzfrequenz von 50~Hz an. Dies ist ein sehr großer Wert im Vergleich zu 
Protonen-Synchrotrons, die typischerweise mit 0,1~Hz laufen. Da aber der
Wirkungsquerschnitt für die Elektron-Proton Streuung  
ungefähr um den Faktor $\alpha \approx$ 1/137 kleiner ist als der für 
 Proton-Proton-Stöße,
muss man höhere Strahlströme einsetzen, um vergleichbare 
Reaktionsraten zu erzielen. Dies erfordert eine drastische
Erhöhung der Wiederholfrequenz. Allerdings erzeugt eine hohe 
Wiederholfrequenz wegen der entstehenden Wirbelströme gewaltige Probleme 
 für die Magneten und die Vakuumkammer.  Für die Frequenz der 
Hochfrequenz-Beschleunigerstrecken
wählte man 500~MHz. Bei einem Ringumfang von etwa 300~m war dies ein
528faches der Umlauffrequenz der mit nahezu 
Lichtgeschwindigkeit umlaufenden
Elektronen. Klystrons\footnote{Röhren zur Erzeugung von Hochfrequenzleistung}
 für diese Frequenz waren kommerziell verfügbar. \addbigparskip

Der Einschuss der Elektronen in das Synchrotron erfolgt durch einen
Linearbeschleuniger. Zu Beginn war ein Linac von 40~MeV (1~MeV = 1 Million 
Elektron-Volt) im Einsatz.
Er wurde später durch eine 400-MeV Anlage ersetzt. Dies erleichterte
 den Betrieb des Synchrotrons und ermöglichte höhere Strahlströme.
(Die angegebenen Ströme sind Maximalwerte; im Routinebetrieb lagen sie 
bei etwa 60\% dieses Wertes.)
Die folgende Tabelle~\ref{tab-synch} zeigt die wichtigsten Parameter der 
Maschine.  \addbigparskip

\begin{table}[h]
\centering
\caption{Parameter des Elektronen-Synchrotrons}
\begin{tabular}{ll}
\toprule
Strahlenergie                        &  6,0~GeV (später 7,5~GeV)\\ 
Zahl der beschleunigten Teilchen/s   & $ 5\cdot 10^{12}$ (Maximalwert)   \\
umlaufender Strom                    &  18 mA   (Maximalwert) \\
Wiederholfrequenz                    &  50~Hz  \\
Durchmesser des Sollkreises          &  100,8~m \\
Zahl der Ablenkmagnete               &  48      \\
Maximale Magnetfeldstärke          &  0,6 Tesla bei 6~GeV \\
Magnetstruktur                       &  FODO \\
Einschuss-Linearbeschleuniger        &  40~MeV (später 400~MeV) \\ 
Frequenz des Beschleunigungsfeldes   &  500~MHz \\
\bottomrule
\end{tabular}
\label{tab-synch}
\end{table}

\section{Der Bau des Beschleunigers}
Die Planung für den Bau der einzelnen Komponenten der Maschine  begann 
1957, zwei Jahre vor dem eigentlichen Baubeginn.
Es folgt eine Beschreibung des Baus der wichtigsten Komponenten. \addbigparskip

\subparagraph{Magnete} (Werner Hardt)\index{Hardt}: Zur Unterdrückung von 
Wirbelströmen waren die Magnete aus 
lamellierten Eisenblechen gestanzt, die dann verklebt wurden. 
 Wegen ihrer kombinierten Funktion als Ablenk- und 
Fokussiermagnet haben ihre Pole eine komplizierte Form, mit Toleranzen von
 einigen 1/100 mm. Zur Vermeidung von Feldfehlern an den Magnetenden haben
diese eine spezielle Form, für deren Berechnung erstmals eine elektronische
 Rechenmaschine (IBM 650 des Instituts für Schiffbau) eingesetzt wurde. 
% - Holtzhausen hat sie betrieben.
Die  Berechnungen und Planungen unter der Leitung von W. Hardt stellten sich 
anhand
von Prototypmessungen als fehlerfrei heraus, und so konnte die Magnetfertigung
an die Industrie vergeben werden. Dies war ein sehr großer Auftrag und er
ging 1961 an die Fa. Siemens, wobei ein Konkurrenzangebot einer hierfür
ebenfalls qualifizierten
US-Firma dafür sorgte, dass die Kosten in Grenzen blieben~\cite{Hab89}. \addbigparskip

\subparagraph{Hochfrequenz} (Georg Schaffer)\index{Schaffer}:
Um die Elektronen zu beschleunigen und den Energieverlust durch 
Synchrotronstrahlung auszugleichen, musste über 
Hochfrequenz-Beschleunigerstrecken eine erhebliche HF-Leistung zugeführt 
werden. Dies
war eine schwierige Aufgabe, die von Wolfgang 
Hassenpflug, einem talentierten Ingenieur, auf der theoretischen Seite 
 gelöst wurde. 
 Eine kritische Komponente stellten die Leistungsklystrons zur
Erzeugung der großen benötigten Hochfrequenzleistung bei 500~MHz dar. Hier
war es Hermann Kumpfert, der sich frühzeitig bei der Entwicklung und
Beschaffung solcher Klystrons in Zusammenarbeit mit der Firma Varian in
Kalifornien verdient machte.\index{Kumpfert}  \addbigparskip

\subparagraph{Einschussbeschleuniger} (Uwe Timm)\index{Timm}: Zu Beginn des 
Beschleunigungsvorgangs werden die Elektronen in das
Synchrotron eingeschossen. Dort werden sie in einer Kreisbahn 
eingefangen und der Beschleunigungszyklus kann beginnen. Für den
Einschuss wird ein Linearbeschleuniger verwendet, der zur Erleichterung des
Einschussvorgangs eine möglichst hohe Energie haben sollte. Die gewählte
Energie von 40~MeV für diesen Beschleuniger war
nicht besonders hoch, ließ aber doch einen problemlosen Einschuss
erwarten und nahm Rücksicht auf die beschränkten finanziellen Mittel.
Der Beschleuniger
wurde bei der Firma Metropolitan Vickers  in England hergestellt. \addbigparskip 

\subparagraph{Ringtunnel} (Ottokar Beer)\index{Beer}: 
Für die Aufstellung der Magnete bestehen besondere Anforderungen: Sie 
müssen
mit einer Genauigkeit von einigen 1/10~mm positioniert werden und auch da
stehen bleiben. Bei einem Ringdurchmesser von 100~m ist das keine geringe
Anforderung. Dem entsprechend wurde ein großer Aufwand getrieben. Hier 
versah man sich der Mitarbeit von Prof. F. Leonhardt,
 Stuttgart, einem der damals führenden deutschen Baufachleute
\index{Leonhard}. \addbigparskip

Die Magnete wurden auf einem Betonring aufgestellt, der
über tief im Sandboden verankerten Stützen und Pendelstäben stand.
 Davon versprach man sich eine solide, von Bodenbewegungen und dem Rest des
Gebäudes weitgehend 
isolierte Aufstellung. Außerdem sollte so erreicht werden, dass sich die
Form des Betonrings möglichst wenig, etwa unter Temperaturschwankungen,
verändern sollte. Diese Anordnung hatte aber zwei Fehler: Sie war sehr
teuer und damit eine der Ursachen für die nachträgliche 
Budget\-erhöhung.
Außerdem funktionierte sie nicht. Die Magnete bildeten zusammen mit dem
Betonring ein schwingungsfähiges wenig gedämpftes System, und als die
Magnete mit 50~Hz erregt wurden, traten sehr große Schwingungsamplituden auf.
Sie hätten einen Betrieb der Maschine unmöglich gemacht. Es
mussten nachträglich Dämpfungsglieder für die Magnete und die feldfreien
Stücke eingebaut werden. Außerdem stellte
sich heraus, dass die erhoffte Abkopplung des Magnetrings vom Rest des
Gebäudes und auch die
thermische Stabilisierung nicht funktionierte, was die Anbringung 
zusätzlicher
Kühlrohre an dem Betonring erforderlich machte. \addbigparskip

Bis 1963 waren diese Probleme
 gelöst. Retrospektiv hätte man die Magnete einfach auf den Boden
des Ringtunnels stellen können. Dies geschah dann auch bei den
späteren Maschinen des DESY. Diese Lösung erfordert freilich einfache und 
genaue
Justiermöglichkeiten der Magnete und eine genaue Lagemessung des Strahls
rund um den Ring, um Abweichungen der Magnetpositionen feststellen zu
können.  \addbigparskip

\subparagraph{Stromversorgung} (Walter Bothe): \index{Bothe} Ein großes Problem 
war 
die Stromversorgung der Magnete. Der Strom in diesen Magneten muss von einem
kleinen Anfangswert beim Beginn des Beschleunigungszyklus bis auf einen
Maximalwert hochgefahren und anschließend wieder heruntergefahren werden,
und das 50 mal je Sekunde. Dies wurde so realisiert, dass die Magnete
zusammen mit einer Drossel und einer Kondensatorbatterie einen auf 50~Hz
abgestimmten Schwingkreis mit einer Güte von etwa 100 bildeten. Diesem wurde
 eine Gleichstromkomponente passender Größe überlagert. Einen Begriff der 
Größenordnungen gibt die in den Magneten
gespeicherte Energie von etwa 1 MJ. Die gesamte Anschlussleistung von
DESY betrug etwa 6~MW. Auch hier hatte die Mannschaft mit Schwierigkeiten
in Form von parasitären Schwingungen und Erdungsproblemen zu kämpfen:
Der hohe Oberwellengehalt der Wechselrichter führte zusammen mit den
Streukapazitäten der Kondensatorbank und der Zuführungsleitungen zu
Kettenleiter-Schwingungen, die durch Filterkreise unterdrückt werden
mussten.  \addbigparskip

\begin{figure}[ht]%
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{bilder/desyluft}%
\caption[DESY]{Luftbild von DESY mit dem zentralen Kontrollraum, der
              Kondensatorbatterie und den zwei Experimentierhallen 
              (siehe Text)(DESY-Archiv). \index{DESY-Luftbild}}%
\label{fig-desyluft}%
\end{center}
\end{figure}
\index{Bathow}
\subparagraph{Vakuumkammer} (G. Bathow): Normalerweise hätte man sie
aus Stahl gefertigt und sich so möglichst geringe Probleme bei der Erzielung
eines guten Vakuums eingehandelt. Diese Lösung schied aber aus. Das
magnetische 50~Hz-Wechselfeld
 hätte in einer Vakuumkammer aus Metall  große
Wirbelströme induziert. Allein schon das dadurch verursachte zusätzliche 
Magnetfeld hätte eine zu große Störung für die Bahn der Elektronen 
erzeugt.  \addbigparskip

Andere, nämlich nichtleitende Materialien, die Wirbelströme vermieden 
hätten, mussten nicht nur vakuumfest sein, sondern auch der großen 
Strahlenbelastung durch die Synchrotronstrahlung standhalten. Das Problem der
Vakuumkammer galt deshalb zunächst als unlösbar\footnote{Die Lösung des
C.E.A., eine dünne geschlitzte Stahl-Vakuumkammer, war nicht gangbar, da
der C.E.A. kleinere und kürzere Magnete verwendete, die eine solche 
Konstruktion zuließen, nicht aber die DESY-Magnete.}. Glas oder
 Keramik hätten
im Prinzip die geforderten Eigenschaften erbracht, doch waren 
Kammern in der
benötigten Länge von 4,5~m nicht zu bekommen. 
 Eine aus Titanbändern 
gewickelte Kammer wurde nicht rechtzeitig fertig, und nachdem die
Vakuumkammer das zeitbestimmende Element für die Fertigstellung der Maschine
geworden war, musste man eine Notlösung wählen. Dies war eine
Kammer aus geschlitztem V2A-Blech, das mit Kunstharz vakuumdicht vergossen
war. Sie
konnte nicht ausgeheizt werden und das Vakuum war deshalb nicht besonders gut.
Dies stand dem Betrieb der Maschine jedoch nicht im Wege. Am 7. Februar 1964
wurde die Vakuumkammer geschlossen und der Versuch, die Maschine in Betrieb zu 
nehmen, konnte beginnen. \addbigparskip 

Abb.~\ref{fig-desyluft} zeigt ein Luftbild des Synchrotrons.
Man erkennt den Kontrollraum in der Mitte, der von dem sogenannten 
Kondensatorgarten umgeben ist. Diese Kondensatoren sind Teil des 50 
Hz-Schwingkreises für die Magnetstromversorgung. Auf dem Ring sitzen die
zwei großen Experimentierhallen, Halle 1 links und Halle 2 rechts. Hinter
dem Abschirmwall sind links die Werkstattgebäude und rechts das
langgestreckte Laborgebäude zu sehen.  \addbigparskip

\section{Die Inbetriebnahme}
\index{Synchrotron Inbetriebnahme}Mit dem Einbau der Vakuumkammer war die 
Maschine komplett und die Mannschaft
begann, sie in Betrieb zu nehmen. Hierzu müssen natürlich alle
Komponenten fehlerfrei und stabil arbeiten, und so kann die Inbetriebnahme
ein langwieriges und frustrierendes Geschäft sein.  Auch im Falle des 
DESY-Synchrotrons
dauerten die Bemühungen mehr als zwei Wochen. Nachdem zwei zu 3/4
geschlossene Ventilschieber im Vakuumsystem entdeckt waren (von H. O. Wüster 
mittels der durch die Strahlverluste induzierten 
Radioaktivität), wurden nach wenigen
Stunden am 25. Februar 1964 kurz vor Mitternacht 8000 Umläufe des Strahls 
bis zu einer Energie von 2,5~GeV erreicht. Am nächsten Tag gelang die 
Beschleunigung 
auf 5~GeV, nahezu die Endenergie der Maschine (Abb.~\ref{fig-desyein}).

\begin{figure}[ht]%
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{bilder/desyein}%
\caption[DESY Ein]{Willibald Jentschke und Hermann Kumpfert (im Vordergrund),
          dahinter Donatus Deg\`ele, feiern mit anderen Mitarbeitern im 
         DESY-Kontrollraum die Inbetriebnahme des Synchrotrons am 26.\,2.\,1964.
            Am linken Bildrand Rolf Wiederöe, der Erfinder (1928) des 
            Linearbeschleunigers \cite{Walw8}(DESY-Archiv).} %
\label{fig-desyein}%
\end{center}
\end{figure}


 Bei all diesen Bemühungen hatte das DESY  von
der kompetenten und tatkräftigen Hilfe von Tom Collins profitiert, einem 
Besucher vom
Cambridge Electron Accelerator C.E.A. Ein weiteres wichtiges Element auf dem 
Weg zu einem erfolgreichen Beschleunigerbetrieb war die Einrichtung einer 
Synchrotron-Betriebs- und Entwicklungsgruppe unter Hermann 
Kumpfert\index{Kumpfert}, und schon im Mai 1964 konnte der Betrieb für
die Experimente beginnen. Die im Entwurf vorgesehene Intensität des
Elektronenstrahls wurde bereits im ersten Jahr in den Spitzen übertroffen; 
es konnten bis zu $ 5 \cdot 10^{12}$ Elektronen/s beschleunigt werden. \addbigparskip

Die offizielle Einweihung des DESY-Synchrotrons erfolgte am 12. November 1964
durch den Bundesminister für wissenschaftliche Forschung Prof. H. Lenz.
\index{Lenz} 
Die Schwestermaschine in Cambridge war etwa  zwei Jahre früher in Betrieb 
gegangen, nämlich im März 1962. \addbigparskip

\finalpagebreak
Die Abb.~\ref{fig-desyr} zeigt einen Blick in den Ringtunnel.


\begin{figure}[ht]%
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{bilder/desyr}%
\caption[DESY Ring]{Blick in den Tunnel mit dem Synchrotron. Man erkennt
         den Betonring, auf dem die Maschine steht, die Ablenkmagnete
         und eine Hochfrequenz-Beschleunigungsstrecke (DESY-Archiv).
         \index{Synchrotron-Ring}}%
\label{fig-desyr}%
\end{center}
\end{figure}

%%% Local Variables: 
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "master"
%%% End: 
