Der Ionen-Beschleuniger kann in zwei Arten arbeiten, im sogenannten Tandem-Modus und im Single-Ended-Modus.

Im Tandem-Modus werden Ionen zweimal beschleunigt. Zuerst gelangen die negativ geladenen Ionen von einer externen Quelle in den Drucktank und werden zum Hochspannungsterminal in der Mitte des Drucktanks beschleunigt. Dort befindet sich ein Elektronen-Stripping-System (in unserem Fall eine Stickstoffzelle), welches den Ionen zwei oder mehr Elektronen entzieht und diese so in positiv geladene Ionen umwandelt. Dadurch werden die Ionen dann auf einfaches oder mehrfaches des Potenzials, zur Hochenergieseite des Tanks, beschleunigt.

Rechts im Bild sieht man die Sputterionenquelle. Die Sputterionenquelle ist
die externe Quelle. In der Quelle wird zuerst eine Mischung mit Cäsium erhitzt, wodurch eine Cäsiumwolke entsteht, welche dann ionisiert wird und auf eine Kathode trifft. Dabei werden einzelne Atome aus der Kathode geschlagen. Bei der Ionisation geben die Cäsiumatome Elektronen ab, welche dann die herausgeschlagenen Atome aufnehmen. Dadurch werden diese einfach negativ geladen und durch eine positive Spannung, die sogenannte Extraktionsspannung, beschleunigt.
Die Hauptbeschleunigung findet im 5MV Pelletron statt. Der Unterschied zwischen der Beschleunigung in der Sputterionenquelle und im Hauptbeschleuniger ist, dass die Sputterionenquelle nicht mit z. B. SF₆ isoliert werden muss, da eine geringere Spannung anliegt. Im Vergleich steht die Sputterionenquelle trotzdem unter Hochspannung und wird daher von dem, rechts im Bild zusehenden, blauen Faradayschen Käfig umgeben.

Während der Lagerung in Dresden-Rossendorf, zwischen 2012 und 2017, wurde das Hochspannungsterminal im Drucktank überarbeitet. Es wurde ein zusätzlicher Modus, der single-ended-Modus, installiert, indem am Terminal intern eine weitere Ionenquelle eingebaut wurde. Beim single-ended-Modus werden positiv geladene Ionen direkt am Hochspannungsterminal produziert und nur einmal beschleunigt. Dieser Modus ist besonders nützlich, um Edelgase wie Helium zu beschleunigen, da diese keine weiteren Elektronen aufnehmen können.

Die Bunker befinden sich in den Räumen 110 und 111. Beide Bunker sind von einer 40 cm dicken Betonschicht umgeben. Die einzelnen Bestandteile des Betons (Sand, Zement, Kies) wurden vor dem Zusammenmischen einzeln analysiert, um eine spezifische Radioaktivität von weniger als 20 Bq/kq sicherzustellen.

Der Bunker in Raum 110 (auch Activation-Bunker genannt) beheimatet drei Detektoren. Diese Detektoren werden für Messung von Radioaktivität genutzt. Der   TU1-Detektor, einer der drei Detektoren, gehört zu den empfindlichsten Detektoren für Radioaktivität der Welt. Zurzeit befindet sich der Asteroid, welcher am 8. März 2026 in Koblenz in ein Wohnhaus eingeschlagen ist, auf diesem Detektor.
Der Bunker im Raum 111 hingegen wird für In-Beam- Messungen genutzt. In diesem finden die Messungen mit dem Ionenbeschleuniger statt.

Im Bereich B befinden sich der SF₆-Vorratstank, die SF₆-Pumpstation und die Mehrheit der Kühlaggregate. Im Drucktank, in welchem sich das Hochspannungsterminal befindet, nutzt man das SF₆-Gas zur Isolierung. Dieses Gas wird über die Pumpstation in den Drucktank gepumpt. Die Chiller sind das Kühlsystem des Labors. Die Mehrheit dieser befindet sich im Bereich B, in Stollen IX. Ein kleines Kühlaggregat steht auch im Bereich A.

Der Ionenbeschleuniger wird vollständig von dem unten zu sehenden Kontrollpult über Tage ferngesteuert. Die Computer des Kontrollpults nutzen das Programm LabView, um den Beschleuniger zu steuern. Das Kontrollpult und viele Arbeitsplätze für Studenten, Doktoranden und feste Mitarbeiter befinden sich gegenüber der Eingänge zum Stollen VIII und Stollen IX.