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Linearbeschleuniger


Skizze der Gun
Schema
Schema des Linearbeschleunigers. In einen zylindrischen Hohlleiter wird eine Hochfrequenzwelle eingekoppelt. Der Hohlleiter enthält Irisblenden, welche die Phasengeschwindigkeit der Hochfrequenzwelle mit der Teilchengeschwindigkeit synchronisieren.
Foto
Foto des tatsächlichen Aufbaus. Die EM-Welle wird über den Rechteckhohlleiter (v. oben nach unten) eingekoppelt und entlang des nach hinten laufenden, kleineren Rundhohlleiters auf den Strahl übetragen.
Transferkanal 1
Foto des Transferkanals T1

Elektronenquelle (Gun)

Bei der Elektronenquelle handelt es sich um eine sogenannte Trioden-Gun. Diese erzeugt einen Elektronenstrahl mit einer Pulsdauer um 1 ns. Die Bezeichnung Triode leitet sich daraus ab, dass zwischen Kathode und Anode ein Gitter montiert ist. Zwischen Anode und Gitter liegt eine Gleichspannung von maximal 50 kV an. Eine höhere Spannung kann zu einem Überschlag zwischen den beiden Elektroden führen. Wie man der rechten Abbildung entnehmen kann ist das Gitter mit  einem leitenden Gehäuse verbunden. Im Innern, wo sich die Kathode befindet, wirkt das Gehäuse wie ein Faraday-Käfig. Damit im Ruhezustand möglichst keine Elektronen austreten liegt zwischen Kathode und Gitter ein Spannung von etwa +50 V an. Mittels einer Elektronikschaltung wird die Kathodenspannung kurzzeitig auf 0 V geschaltet, so dass für diesen Zeitraum Elektronen das Gitter passieren können und in Richtung der Anode beschleunigt werden. Die Triggersteuerung erfolgt extern über einen Lichtwellenleiter, damit die hohe Potentialdifferenz von 50 kV überbrückt werden kann.

Ausgangsdaten der Elektronenquelle
Teilchenenergie E 50 keV
Teilchenstrom IP 1,8 A
Impulsladung Q1ns > 2 nC
Impulsform des Stromimpulses genäherte Sinushalbwelle
Impulslänge tFWHM 1ns
Impulsanstiegszeit tr ~ 700 ps
Impulsabfallzeit tf ~ 700 ps
Wiederholfrequenz fmax 1 kHz
Zeitschwankung tj < 500 p

 

LINAC

Der LINAC ist während eines Shutdowns im Sommer 1999 umgebaut worden. Die vorherigen zwei Beschleunigungsstrukturen wurden durch eine Stuktur aus dem Bestand des DESY S-Band Testlinacs ersetzt.

Am Anfang des LINAC befindet sich eine Elektronenkanone (Gun). In ihr werden Elektronen thermisch freigesetzt und in einem statischen elektrischen Feld vorbeschleunigt. Anschließend erfolgt im hochfrequenten elektromagnetischen Feld der 3 GHz LINAC-Struktur (kupferfarben) die Beschleunigung auf etwa 80 MeV. Die Elektronen ''surfen'' dabei auf einer elektromagnetischen Welle, die zusammen mit den Elektronen durch die Beschleunigungsstruktur läuft und dabei Energie an die Elektronen abgibt. Die Pulsleistung der Hochfrequenz-Welle liegt in der Größenordnung von 35 MW.

Zum Schutz gegen die beim Betrieb auftretende Strahlung ist der LINAC-Bereich von einer Betonsteinmauer umgeben und mit einer Betonabdeckung versehen.

 

Transferkanal T1

Am Ende des LINAC werden die Elektronen in den Transferkanal T1 umgelenkt und dann in das Synchrotron injiziert.