热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

高能效粒子加速器的技术突破

2021-09-29 15:31     来源:PHYS&ORG     粒子加速器直线加速器


图片来源:Unsplash/CC0公共领域

在达姆施塔特工业大学,世界上第一次具有显著能量回收的多圈超导直线加速器的运行获得了成功。在该大学的电子直线加速器(S-DALINAC)上进行的实验证明,大量节省加速器功率是可能的。

加速带电粒子的复杂设施对于物理学的基础研究和技术应用是非常重要的。开发更高的束流和改善束流质量的设施,对于许多研究领域来说是必要的,但却遇到了技术和经济上的限制。能量回收直线加速器(ERL)的概念提供了一条出路--在科学或技术使用后,束中剩余的能量被回收并立即用于加速更多的粒子。ERL技术可以以一种经济上可行、生态上负责的方式来提供最高能量和强度的电子束。这正是未来研究的需要--例如,欧洲研究中心CERN的粒子物理学领域,也是推动医学和工业创新的需要。

因此,达姆施塔特工业大学最近的成功演示是一个里程碑:超导电子直线加速器首次在多圈能量回收模式下成功运行,并显示出显著的加速功率节省。电子束在主加速器中连续两次被加速到交互点的光速的99.99%,然后在主加速器中再连续两次被减速到原来的注入能量。在高达41兆电子伏特的能量下,实现了高达8微安的束流。随后的减速过程将未使用的光束动能储存在加速器结构中,从而节省了80%以上的所需加速功率。

研究小组能够克服操作过程中的技术挑战,例如由于个别光束在加速和减速路径上的速度略有不同而导致的 "相对论相位滑移"。



推荐阅读

武汉两家重点医院建设最新进展

国庆七天长假,武汉一批建设者坚守重点医院建设项目工地,同济医院光谷院区儿童医疗中心、武汉大学人民医院洪山院区进入建设冲刺期,两家医院均采用“平疫结合”的原则进行设计,可以随时根据需求进行“平疫转换”。 2021-10-05

研究人员引导电子脉冲通过纳米结构通道推进粒子加速器

粒子加速器是材料科学、生物学和粒子物理学等研究领域的重要工具。科学家们不断寻求更强大的加速粒子的方法,以增强现有设备并提高实验能力。 2021-09-29

电子直线加速器系统的部件—电子枪的结构与特点

电子枪的结构与特点: 电子枪结构采用三电极皮尔斯型,阴极采用间热式,由灯丝加热,阴极选用系统扩散型材料,其发射表面平均有效逸出功比常规型阴极低,工作温度低。 2021-09-29

大型强子对撞机的粒子加速器是如何工作的?

大型强子对撞机(LHC)是世界上最大,也是最强大的粒子加速器。它于2008年9月10日开始工作,并且仍然是 CERN(欧洲核子研究组织)加速器综合体的最新成员,该组织位于法瑞边境的日内瓦附近。 2021-09-29

光束中心拨款 2200 万美元以促进加速器科学

由康奈尔大学领导的研究人员合作已从美国国家科学基金会获得 2250 万美元,以继续获得改变科学、医学和工业可用电子束亮度所需的基本理解。 2021-09-29

阅读排行榜