Hauptbeschleuniger - LINAC


Techn. Details(1)

Der Hauptbeschleuniger besteht aus 2 Linearbeschleunigern (LINAC=eng.:linear accelerator). Die Elektronen werden in den 2-stufigen Linacs auf eine Energie von insgesamt 40 MeV (MegaelektronenVolt) beschleunigt. Sie erreichen dabei etwa 99.992% der Lichtgeschwindigkeit. Jede Stufe besteht aus zwei 9-zelligen Resonatoren, den sog. Kavitäten, in denen die Elektronen in einem geeigneten Hochfrequenzfeld (HF-Feld) (Frequenz=1.3 GHz) beschleunigt werden.
Die Resonatoren sind aus hochreinem supraleitenden Niob gefertigt (Sprungtemperatur(2)=9,3 K) und werden im superfluiden Helium(3) bei 1,8 K betrieben.
Dadurch wird erreicht, dass
  • die elektischen Verluste sehr gering sind, weil sich die Beschleunigerstrukturen nicht aufheizen.
  • die Abkühlpausen, wie sie bei normalleitenden Beschleunigern benötigt werden, wegfallen und Dauerbetrieb möglich ist ( kontinuierlicher Elektronenstrahl).
  • der notwendige Energieaufwand kann relativ klein gehalten werden, da die gesamte eingespeiste Hochfrequenzleistung (pro Kavität 10 kW) zur Beschleunigung der Elektronen genutzt wird.
  • die Resonatoren dadurch temperaturstabilisiert sind (1,8 K) und dadurch Güte und Abstimmung der Resonatoren besser sind.
  • die Qualität des Strahls sich erheblich verbessert.


Schnittdarstellung des Kryostaten mit Niob-Kavitäten
großes Bild
großes Bild



Diese Strukturen wurden zusammen mit DESY(4) in Hamburg entwickelt. Sie werden außer für die ELBE-Quelle auch für den in Hamburg im Bau befindlichen Röntgen-FEL (XFEL)(5) verwendet. Die zugehörigen Kryostaten(6) und die mechanischen Tuningsysteme können wegen der sehr unterschiedlichen Zielstellungen beider Projekte nicht mit übernommen werden. Diese Teile wurden in einer engen Kollaboration mit der Universität Stanford (USA, Bundesstaat Kalifornien) entwickelt und gebaut, da dort z.Zt. ein sehr ähnlicher Beschleuniger entsteht.


URL of this article
https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=10317


Links of the content

(1) https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=10242&pNid=145
(2) https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=10311#sprungtemperatur
(3) https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=10305
(4) http://www.desy.de
(5) http://www.xfel.net/de
(6) https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=10311#kryostat