Microtrón

Un microtrón es un tipo de concepto de acelerador de partículas que tiene su origen en el ciclotrón, en el que el campo de aceleración no se aplica a través de grandes electrodos en forma de D, sino a través de una estructura de acelerador lineal. El microtrón clásico fue inventado por Vladimir Veksler alrededor de 1944. La energía cinética de las partículas aumenta en una cantidad constante por cada cambio de campo (media revolución o una revolución completa). Los microtrones están diseñados para funcionar a una frecuencia de campo y un campo magnético constantes en el límite ultrarrelativista. Por lo tanto, son especialmente adecuados para partículas elementales muy ligeras, es decir, electrones.

En un microtrón, debido al aumento del momento de los electrones, las trayectorias de las partículas son diferentes en cada paso. El tiempo necesario para ello es proporcional al número de pasos. Los electrones lentos necesitan una oscilación del campo eléctrico, los electrones más rápidos necesitan un múltiplo entero de esta oscilación.

Un microtrón de pista de carreras es un microtrón de mayor escala que utiliza dos electroimanes en lugar de uno. Ambos electroimanes proporcionan un campo magnético homogéneo en una región con forma de semicírculo, y la trayectoria de las partículas entre ambos imanes es, por lo tanto, recta. Una ventaja de esto es que la cavidad del acelerador puede ser más grande, lo que permite el uso de diferentes formas de aceleradores lineales (linac), y no se instala en una región con grandes campos magnéticos.

El acelerador lineal se coloca cerca del borde del espacio entre los imanes en forma de D. El resto del espacio se utiliza para dispositivos de enfoque. El electrón se vuelve a admitir en el acelerador lineal después de cada revolución. Este procedimiento se puede repetir hasta que el radio creciente de la trayectoria de la partícula haga imposible una mayor aceleración. El haz de partículas se desvía entonces hacia un área de experimentación o hacia una etapa de aceleración adicional. El microtrón de pista de carreras más grande del mundo es el Microtrón de Mainz.

Los microtrones proporcionan haces de electrones de alta energía con una baja emisión de haz (sin equilibrio de radiación) y una alta tasa de repetición (igual a la frecuencia de operación del acelerador lineal).