Beschleunigerphysik

Klappentext

Quelle: Wikipedia. Seiten: 28. Kapitel: Synchrotron, Linearbeschleuniger, Speicherring, Zyklotron, Undulator, Dipolmagnet, Elektronenkühlung, Shuntimpedanz, Emittanz, Elektronenbeschleuniger, Kapillaritron, Van-de-Graaff-Beschleuniger, Kielfeld-Beschleuniger, Cockcroft-Walton-Beschleuniger, Quadrupolmagnet, Zyklotronfrequenz, Mikrotron, Larmor-Radius, Luminosität, Betatron, Tandembeschleuniger, Stochastische Kühlung, B-Fabrik, Sputter-Ionenquelle, Ablenkmagnet, Target, Schwerionenbeschleuniger, Colliding-Beam-Experimente, Protonenquelle, Ringbeschleuniger, Zyklotronradius, Liste der Ionisationsmethoden in der Massenspektrometrie, Teilchenpaket, Dynamitron, Duoplasmatron, Sektorzyklotron, Duant, Kompaktzyklotron. Auszug: Das Zyklotron ist ein Teilchenbeschleuniger, und zwar wie das Synchrotron ein Kreisbeschleuniger. Im Gegensatz zu einem Linearbeschleuniger oder Linac (von engl. linear accelerator) werden die zu beschleunigenden Teilchen mit Hilfe eines Magnetfeldes in eine spiralähnliche Bahn gebracht, sodass eine oder mehrere Beschleunigungsstrecken (engl. gaps) mehrfach durchlaufen werden. Durch diese Mehrfachnutzung der Gaps sind Kreisbeschleuniger im Allgemeinen effizienter als Linearbeschleuniger. Für Energien, die im Vergleich zur Ruhemasse der Teilchen groß sind, sind Zyklotrone weniger geeignet, weshalb sie heute nicht mehr für Elektronen eingesetzt werden. Die Erfindung des Zyklotrons im Jahre 1929 wird Ernest Lawrence zugeschrieben. Zyklotron (Schema)Das klassische Zyklotron besteht aus einem großen Elektromagneten, zwischen dessen Polen sich eine flache, runde Vakuumkammer befindet. Im Inneren der Kammer sind zwei hohle, halbkreisförmige Metallkammern (Duanten) angeordnet. Das ursprünglich D-förmige Aussehen dieser Hochfrequenzkavitäten führte zum Ausdruck Dee (engl.) für diese Bauteile. Zwischen den Kammern befindet sich der Beschleunigungsspalt und im Zentrum der Anordnung die Ionenquelle. Am äußeren Rand der Kammer ist meist ein Ablenkkondensator angebracht, der zur Herausführung des Teilchenstrahls auf ein bestimmtes Ziel dient. Die Ionen werden mit geringer Energie in eine der Kammern injiziert. Die Bahn der Ionen befindet sich in einem Magnetfeld, geladene Teilchen im Magnetfeld werden durch die Lorentzkraft abgelenkt. Wenn die Ionen sich innerhalb eines Duanten befinden, werden sie nicht von dem elektrischen Feld zwischen den Duanten beeinflusst (Faradaykäfig), da nur die Lorentzkraft wirkt. Die Ionen beschreiben einen Halbkreis, bis sie den Duanten wieder verlassen. Im Spalt zwischen den Kammern werden die Ionen von elektrischen Feldern zwischen den Duanten beschleunigt. Diese elektrischen Felder werden durch Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung von ei