Mikrotron
Mikrotron är en partikelacceleerator där elektroner från en katod får passera upprepade gånger genom en mikrovågskavitet där deras energi ökas med ett konstant belopp varje gång. Detta är möjligt därför att anordningen befinner sig i ett konstant magnetfält, som trots den stegvis ökade krökningsradien hos banorna återför elektronerna till kaviteten. Man uppnår i denna form av accelerator elektronenergier på något tiotal MeV.
Den klassiska mikrotronen uppfanns av Vladimir Veksler.
Funktion
Mikrotronen härrör från cyklotronen där det accelererande fält inte påförs genom stora D-formade elektroder, utan genom en linjäraccelerator. Den kinetiska energin hos partiklarna ökas med en konstant mängd per fältväxling (ett halv- eller ett helvarv).
Microtroner är konstruerade för att arbeta vid konstant fältfrekvensen och magnetfältet vid ultrarelativistisk gräns. De är därför särskilt lämpade för mycket lätta elementarpartiklar, såsom elektroner. På grund av att elektronerna har olika relativistisk massa, är partikelvägarna i en mikrotron olika för varje passage. Den tid som behövs för ett varv är proportionell mot varvnumret. De långsamma elektronerna behöver en viss elektriskt fältsvängning, de snabbare elektroner en heltalsmultipel av denna svängning.
En travbanemikrotron är en mikrotron i större skala som utnyttjar två elektromagneter i stället för en. Båda elektromagneter leverera ett homogent magnetfält i en halvcirkel formad region, och partiklarnas bana mellan de båda magneterna är sålunda rak. En fördel med detta är att acceleratorns kavitet kan vara större, vilket möjliggör användningen av olika former, och är inte installerad i ett område med stora magnetiska fält.
Linjäracceleratorn är placerad nära kanten av gapet mellan de D-formade magneterna. Återstoden av gapet används för fokuseringsenheter. Elektronen återtas till linjäracceleratorn efter varje varv. Denna procedur kan upprepas tills den ökande radie partikelns bana gör ytterligare acceleration omöjlig. Partikelstrålen böjs sedan in ett experimentområde eller ett ytterligare accelerator steg. Världens största travbanemikrotron är Mainz Microtron.
Källor
- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, tidigare version.
- Bra Böckers lexikon, 1978