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LINear ACcelerator (LINAC 2) - Protonen

LINAC 2 ist ein rund 30 Meter langer Linearbeschleuniger. Er beschleunigt die 6 Protonenpackete aus dem RFQ auf 50 Millionen eV (50 MeV), welche damit schon 31 % der Lichtgeschwindigkeit erreichen.


Orange: LINAC 2, im Vordergrund der RFQ Quelle: CERN



Der LINAC besteht aus mehreren, hintereinander angeordneten, hohlzylindrischen Elektroden. Diese Driftröhren, auch Wideröe-Struktur genannt, wechseln durch einen hochfrequenten Wechselstrom sehr schnell ihre Ladung. Das wechselnde, elektrostatische Feld ist so abgestuft, dass die Teilchen zwischen den Hohlzylindern immer eine beschleunigende Kraft in Richtung nächster Elektrode erfahren. Sobald sie sich im Innern des nächsten Driftröhre befinden, erfolgt eine Umpolung. Im Innern des Hohlzylinders wird das elektrostatische Feld von den Zylinderwänden abgeschirmt. Dadurch wird verhindert, dass die Protonen wieder in Gegenrichtung beschleunigt werden. Zudem erfolgt nur in jedem zweiten Spalt, zwischen zwei Driftröhren, eine Beschleunigung. Somit durchqueren sie praktisch ohne Geschwindigkeitsverluste die Elektroden. Der Wechsel der Feldrichtung, die Umpolung, geschieht mit fester Frequenz. Daher wird die Länge einer Driftröhre der Teilchengeschwindigkeit angepasst. Die Ionen werden danach in den ersten Ringbeschleuniger PSB injeziert.




Die Driftröhren des LINAC 2 Quelle: CERN


LINear ACcelerator (LINAC 3) - Bleiionen

Aus dem (RFQ) werden die Bleionen in den LINAC 3 eingespeist. Dieser beschleunigt die Bleiionen (27+) auf 4.2 MeV/u. Das /u steht hierbei für Kernbestandteil, also den Protonen und Neutronen des Atomkerns. Nach dem Linearbeschleuniger treffen die Ionen auf eine sog. Stripperfolie aus Kohlenstoff. Wenn die Bleiionen auf die Kohlenstoffatome dieser Folie treffen, werden weitere Elektronen aus der Atomhülle der Ionen geschleudert und bilden 54-fach positiv geladene Bleiionen. Die Bleiionen werden danach in den ersten Ringbeschleuniger LEIR injeziert.



Orange: LINAC 3 Quelle: CERN