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Lexikon der Astronomie: Linearbeschleuniger

Die Linearbeschleuniger sind Teilchenbeschleuniger mit gerader Beschleunigungsstrecke. Diese Beschleunigerarchitektur war in der Historie der Hochenergiephysik die erste Bauart. Linearbeschleuniger nennt man auch LINACs (Akronym aus dem Englischen aus linear accelerator).

Geradeaus geht's nicht weit

Die gerade Strecke begrenzt jedoch die erreichbaren Geschwindigkeiten von zu beschleunigenden Teilchen und ist auch architektonisch ungünstig, weil LINACs schnell die räumlichen Dimensionen einer Beschleunigeranlage sprengen. Daher ging man zu einer neuen Beschleunigerarchitektur über: den Kreisbeschleunigern. Diese haben dann den Vorteil, dass Teilchenstrahlen mehrfach die Beschleunigungsstrecke durchlaufen können und damit mehr Energie gewinnen; aber dies erkauft man sich mit dem Nachteil, dass nun Zentrifugalkräfte den Strahl (beam) aus seiner Sollbahn bringen, was durch Lorentz-Kräfte von magnetischen Führungsfeldern ausgeglichen werden muss.

Besser mit Wechselfeld

Die ersten LINACs waren recht einfache Anlagen mit einem beschleunigenden, elektrischen Gleichspannungsfeld. Diese Bauweise wurde später durch die Hochfrequenzbeschleuniger abgelöst. Hier sind die Felder nicht mehr statisch, sondern wechseln ihre Richtung. Die Umpolung des Feldes würde normalerweise in der 'Gegenphase' die Teilchen wieder abbremsen. Dies unterbindet man durch Abschirmung mit zylindrischen Kapseln, den Driftröhren, die als Faraday-Käfige im Innern feldfrei bleiben. Im LINAC muss die Länge der Driftröhren und den dazwischen liegenden Beschleunigungsstrecken sukzessiv zunehmen, weil die Teilchenbündel immer schneller werden.

Andere Beschleunigertypen

Siehe dazu auch die Einträge: Synchrotron, Synchrozyklotron und Zyklotron.

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  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

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