Akcelerator liniowy z falą stojącą
Akcelerator liniowy z falą stojącą to typ przyspieszacza cząstek, który wykorzystuje stojącą falę elektromagnetyczną do przyspieszania cząstek, głównie protonów oraz ciężkich jonów, osiągających energię sięgającą 100 MeV.
Zasada działania
Cząstka, która przelatuje przez akcelerator, jest przyspieszana przez pole elektryczne o wysokiej częstotliwości. Elektrody są na przemian podłączane do biegunów źródła napięcia o wysokiej częstotliwości. Ustawione są w taki sposób, aby cząstka zawsze była przyspieszana, gdy znajduje się przed elektrodą. Aby zapobiec hamowaniu cząstki podczas zmiany kierunku napięcia, elektrody mają formę rur, co sprawia, że pole elektromagnetyczne nie wnika do wnętrza rury, gdy długość fali jest większa niż średnica rury ekranującej.
Początkowo, w budowie akceleratorów, elektrody były podłączane do generatora o wysokiej częstotliwości w sposób opisany powyżej. Obecnie wykorzystywane są właściwości fali elektromagnetycznej; w akceleratorach elektrody w formie rurek umieszczane są w rezonatorze mikrofalowym, gdzie fala stojąca jest wzbudzana przez generator wysokiej częstotliwości.
Aby zapewnić ciągłe przyspieszanie, czas przelotu cząstki od początku jednej elektrody do początku kolejnej, przyłączonej do przeciwległego bieguna, musi być równy połowie okresu pola przyspieszającego o wysokiej częstotliwości:
T = 2l/ν,
gdzie:
- ν – prędkość cząstki,
- l – odległość między poszczególnymi odcinkami.
W miarę jak prędkość cząstki wzrasta w akceleratorze, długość kolejnych segmentów również się zwiększa.
Akcelerator wymaga, aby cząstki przyspieszane miały już początkową, dość precyzyjnie określoną prędkość, dlatego zazwyczaj korzysta się z akceleratora wstrzykującego, którym są najczęściej akceleratory elektrostatyczne.
Loading ...