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在達姆施塔特工業大學,世界上第一次具有顯著能量回收的多圈超導直線加速器的運行獲得了成功。在該大學的電子直線加速器(S-DALINAC)上進行的實驗證明,大量節省加速器功率是可能的。
加速帶電粒子的復雜設施對于物理學的基礎研究和技術應用是非常重要的。開發更高的束流和改善束流質量的設施,對于許多研究領域來說是必要的,但卻遇到了技術和經濟上的限制。能量回收直線加速器(ERL)的概念提供了一條出路--在科學或技術使用后,束中剩余的能量被回收并立即用于加速更多的粒子。ERL技術可以以一種經濟上可行、生態上負責的方式來提供最高能量和強度的電子束。這正是未來研究的需要--例如,歐洲研究中心CERN的粒子物理學領域,也是推動醫學和工業創新的需要。
因此,達姆施塔特工業大學最近的成功演示是一個里程碑:超導電子直線加速器首次在多圈能量回收模式下成功運行,并顯示出顯著的加速功率節省。電子束在主加速器中連續兩次被加速到交互點的光速的99.99%,然后在主加速器中再連續兩次被減速到原來的注入能量。在高達41兆電子伏特的能量下,實現了高達8微安的束流。隨后的減速過程將未使用的光束動能儲存在加速器結構中,從而節省了80%以上的所需加速功率。
研究小組能夠克服操作過程中的技術挑戰,例如由于個別光束在加速和減速路徑上的速度略有不同而導致的 "相對論相位滑移"。