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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) Hochfrequenzbeschleuniger. In der Alvarez-Struktur gilt dagegen im 2p-Modus: Hochfrequenzbeschleuniger.

Hochfrequenzbeschleuniger

Struktur

bmin

bmax

Wideroe

0,005

0,05

RFQ

0,005

0,05

Einzelresonator

0,04

0,2

Alvarez

0,04

0,6

Wellenleiter

 

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Hochfrequenzbeschleuniger

Hochfrequenzbeschleuniger: Wideroe-Struktur.

 

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