Techniklexikon

Hochfrequenzbeschleuniger

Bauform eines Linearbeschleunigers, bei dem die Beschleunigung mittels hochfrequenter elektrischer Felder in vielen aufeinanderfolgenden Beschleunigungsabschnitten erfolgt. Bei HF-Beschleunigern ist der Strahl im Takt der Hochfrequenz gepulst. Typische Linearbeschleuniger folgen der Wideroe-Struktur (1928 von R. Wideroe in ihrer Urform erstmals angewendet). Die elektrische Feldstärke in benachbarten Beschleunigungsstrecken ist dabei entgegengesetzt gerichtet und die Flugzeit zwischen den Strecken entspricht einer halben HF-Periode. Mit dem Klystron standen erstmals leistungsfähige HF-Generatoren zur Verfügung, die zur Beschleunigung verwendet werden konnten. Alvarez hat 1946 den ersten Protonen-Linac nach diesem Prinzip gebaut. Man unterscheidet je nach b-Faktor verschiedene Strukturen (Tabelle).

Die Wellenleiter-Struktur findet hauptsächlich bei Elektronen Verwendung, wohingegen die restlichen Strukturen Protonen und schwere Ionen beschleunigen können. Der Abstand d zwischen zwei Beschleunigungsstrecken ändert sich mit der Geschwindigkeit v des Teilchens (bzw. b = v / c) und beträgt in einer Wideroe-Struktur (p-Modus) . In der Alvarez-Struktur gilt dagegen im 2p-Modus: .

Hochfrequenzbeschleuniger

bottom-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Struktur	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> bmin	bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> bmax
Wideroe	0,005	0,05
RFQ	0,005	0,05
Einzelresonator	0,04	0,2
Alvarez	0,04	0,6
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Wellenleiter	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> » 1

 

Hochfrequenzbeschleuniger: Wideroe-Struktur.