Linearbeschleuniger Zhihao Deng Was ist das berhaupt LINAC

Linearbeschleuniger Zhihao Deng 邓志浩

Was ist das überhaupt? • • LINAC (von Englisch linear accelerator) Eine Spezielle Art der Teilchenbeschleuniger Beschleunigung durch eine Wechselspannung hoher Frequenz Auch als Hochfrequenz-Linearbeschleuniger (englisch radio frequency linac)

Wie funktioniert es? • Es besteht aus mehrere sogenannte Driftröhren, die immer länger werden. • Die Driftröhren sind abwechselnd mit einer hochfrequenten Wechselspannung verbunden. • Am Anfang eine Teilchenquelle für die Freisetzung von Protonen • Benachbarte Röhren sind gegensätzlich geladen • Elektrische Felder nur zwischen den Röhren vorhanden. (nicht innerhalb)

Warum sind die Driftröhre unterschiedlich lang? • Die Teilchen werden immer schneller • Um Abbremsung zu vermeiden, müssen die Röhren immer länger sein damit die Durchflusszeit jeder Röhre gleich lang ist. • Somit gelangen die Teilchen immer in richtig gepoltes Feld und werden dadurch weiter beschleunigt.

Anwendung im Alltag • Medinzin: Behandlung von Tumoren in Radiotherapie, Erzeugung von Röntgenstrahlung, Durchstrahlungsprüfung, Strahlensterilisation • Vorbeschleuniger für Forschngs-Synchrontone • Experimenten der Teilchenphysik

Wie berechnet man es? Zwei Grundlegende Gleichungen: • Für die Länge die i-ten Röhre muss gelten: L�� = ��∙ (v…Geschwindigkeit ��/�� des Teilchens T…Periodendauer der sinusförmigen Wechselspannung i…Nummer der Röhre) • Für die erreichte kinetische Energie eines Teilchens nach Verlassen der i-ten Röhre (woraus sich leicht die Geschwindigkeit errechnen lässt, u. a. für die Länge der i-ten Röhre) gilt: �� ������ �� = �� ������ �� +��∙��∙�� (Ekin 0…anfängliche kinetische Energie der Teilchen kurz nach der Emission Q∙U…entspricht der Energie des homogenen el. Feldes, welches zur Beschleunigung der Teilchen genutzt wird Q…Ladung des Teilchens U…Spannung des Hochfrequenz. Wechselstroms)

Abiaufgabe: Linearbeschleuniger • Die Skizze zeigt das Schema eines Linearbeschleunigers für Protonen. Er besteht aus einer Reihe von im Vakuum stehenden "Driftröhren" 0 bis 6, die durch schmale Spalte voneinander getrennt sind. An den Röhren liegt eine Wechselspannung der Frequenz mit der Scheitelspannung an. (vgl. Skizze)………….

Quelle • https: //www. leifiphysik. de/elektrizitaetslehre/bewegte-ladungenfeldern/ausblick/hochfrequenz-linearbeschleuniger • http: //users. informatik. unihalle. de/~abjnr/dateien/dokumente/linearbeschleuniger. pdf

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