LİNEER HIZLANDIRICILAR

Hızlandırıcı Tipleri - 2- LİNEER HIZLANDIRICILAR

1925 yılında doğru voltaj yerine, değişken voltaj yani değişken elektrik alanın kullanılması fikri ortaya atıldı. 3 yıl sonra Wideroe, bu prensibi kullanarak o ana kadar olumlu sonuçlanan ilk lineer hızlandırıcı testini gerçekleştirdi. Şekilde de gösterildiği gibi lineer hızlandırıcı, demetin hareket doğrultusu boyunca sıralanmış bir dizi sürüklenme (drift) tüplerden meydana gelmektedir. Bu tüpler bir RF (radyo frekans) kaynağına bağlıdır. RF kaynağı yüksek frekansta alternatif voltaj sağlamaktadır.
İlk yarım periyotta birinci drift tüpe uygulanan voltaj “iyon kaynağını” terk eden parçacığı hızlandırır. Drift tüpler, Faraday kafesi gibidir ve parçacıkları dış alanlara karşı perdeler. Bu arada, RF alanının yönelimi (aşağı veya yukarı) parçacık herhangi bir etki hissetmeksizin terslenir.

Şekil 2: Wideröe lineer hızlandırıcısı

Şekil 3.a) CERN LINAC

şekil 3 b) Teşhis amaçlı kullanılan LINAC

Demet birinci ve ikinci tüplerin arasına geldiğinde tekrar hızlanır. Bu süreç her bir drift tüp için kendini tekrarlar. i. drift tüpün sonunda q yüklü parçacığın ulaşmış olduğu enerji,
Ei=iqUmaxsino ile verilir. o parçacığın tüpler arasındaki boşlukları geçerken görmüş olduğu ortalama RF voltaj fazıdır. Buradan şu anlaşılmaktadır: Parçacığın kazanacağı enerji tüp sayısıyla doğru orantılıdır. Gerekli olan voltaj en fazla Umax kadardır. Tüpleri kullanarak çok yüksek bir voltaja ihtiyaç olmadan parçacıkları hızlandırabilir. Bu, RF hızlandırıcıların elektrostatik (doğru voltaj) hızlandırıcılara göre avantajlı yönlerinden biridir.
Bu sebeplerden dolayıdır ki günümüzde bir çok parçacık hızlandırıcı güçlü RF kaynakları tarafından üretilen “yüksek frekanslı RF voltajı” kullanmaktadır.
Parçacığın ivmelenmesi sırasında hız sürekli artmaktadır. Buna karşın alternatif voltajın frekansı sabit kalmaktadır. Çünkü zaten pahalı olan RF güç kaynağının maliyeti mantıklı limitler içinde tutulmak istenmektedir. Eğer hız artıyorsa, drift tüpler arasındaki boşlukların giderek artması gerekir. Bu bir dezavantajdır.