Akcelerator liniowy z falą stojącą

Schemat budowy i działania akceleratora wysokiej częstości z falą stojącą:
1. cząstki
2. elektrody
3. kanał akceleratora
4. generator

Akcelerator liniowy z falą stojącą – rodzaj przyspieszacza cząstek wykorzystującego stojącą falę elektromagnetyczną do rozpędzania cząstek, głównie protonów i ciężkich jonów, przyspieszają protony do energii rzędu 100 MeV^[1].

Zasada działania

Cząstka przelatująca przez akcelerator jest przyspieszana polem elektrycznym wielkiej częstotliwości. Kolejne elektrody są na przemian przyłączone do biegunów źródła napięcia wielkiej częstotliwości. Elektrody ustawione są w takiej odległości, by cząstka będąc przed elektrodą była zawsze przyspieszana. By w czasie zmiany kierunku napięcia cząstka nie była hamowana elektrody wykonane są w postaci rur, gdy długość fali jest większa od średnicy rury ekranującej, pole nie wnika do wnętrza rury^[1].

W początkowym okresie budowy akceleratorów elektrody podłączano, jak opisano wyżej do generatora wielkiej częstotliwości, obecnie wykorzystuje się własności fali elektromagnetycznej, w akceleratorach kolejne elektrody w postaci rurek umieszczone są w rezonatorze mikrofalowym, w którym wzbudzana jest generatorem wielkiej częstotliwości fala stojąca^[1].

Spełnienie warunku ciągłego przyspieszania wymaga, aby czas lotu cząstki od początku jednej elektrody do początku następnej, przyłączonej do przeciwległego bieguna był równy połowie okresu pola przyspieszającego wysokiej częstości^[1]:

${\displaystyle T={\frac {2l}{\nu }},}$

gdzie: ${\displaystyle \nu }$ – prędkość cząstki, ${\displaystyle l}$ – odległość między poszczególnymi odcinkami.

W miarę jak wzrasta prędkość cząstki w akceleratorze kolejne segmenty mają coraz większą długość^[1].

Akcelerator wymaga by cząstki przyspieszane miały już początkową, dość dokładnie określoną prędkość, dlatego akceleratory wymagają stosowania akceleratora wstrzykującego, zazwyczaj są nimi akceleratory elektrostatyczne^[1].

Przypisy