Un linac de recuperación de energía (ERL) proporciona un haz de electrones que se utilizan para producir rayos X mediante radiación de sincrotrón . [1] Propuesto por primera vez en 1965 [2] la idea ganó interés desde principios de la década de 2000. [3]
La utilidad de un haz de rayos X para experimentos científicos depende de la radiación espectral del haz , que indica cuánta potencia de una determinada longitud de onda se concentra en un punto. La mayor parte de la literatura científica sobre fuentes de rayos X utiliza un término estrechamente relacionado llamado brillo , que cuenta la tasa de fotones producidos, en lugar de su potencia. La energía de un fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda del fotón.
Por lo general, se logra una potencia muy alta entregando la energía en pulsos cortos, lo que permite que el aparato funcione dentro de las demandas de energía y límites de enfriamiento razonables. Dependiendo de la longitud del pulso y la tasa de repetición, el resplandor espectral promedio será mucho más bajo que el resplandor espectral pico. El resplandor espectral máximo y el resplandor espectral promedio son propiedades importantes de un haz de rayos X. Para algunos experimentos, el valor pico es más importante, pero para otros experimentos, el valor promedio es más importante.
Como fuente de luz de sincrotrón, el rendimiento de un linac de recuperación de energía se encuentra entre un anillo de almacenamiento y un láser de electrones libres (FEL). Los linacs de recuperación de energía tienen tasas de repetición altas y, por lo tanto, un resplandor espectral promedio alto, pero un resplandor espectral de pico más bajo que un FEL. [4]
Mientras se usa un haz de partículas cargadas en recirculación con una red magnética que se asemeja a la de un anillo de almacenamiento , cada partícula viaja a través del arco de recirculación antes de ser desacelerada en una estructura de linac . La misma estructura de linac también acelera nuevas partículas de baja energía que se inyectan continuamente en el linac. Por lo tanto, en lugar de reciclar el haz de partículas de forma continua, mientras que su emitancia aumenta por la emisión de radiación de sincrotrón , solo se recicla su energía cinética, lo que permite una emisión de haz baja mientras se mantienen altas tasas de repetición comparables a las de los sincrotrones .
BNL-ERL tiene como objetivo 500 mA a 20 MeV. Ahora está en servicio en el Departamento de Aceleradores de Colisionadores en el Laboratorio Nacional de Brookhaven. Una de las características principales de este ERL es una pistola de RF fotocátodo láser superconductor alimentada por un klystron CW de 1MW y equipada con un sistema de bloqueo de carga para la inserción de fotocátodos de alta eficiencia cuántica. Esta pistola ERF proporcionará haces de electrones de alto brillo a una potencia media sin precedentes. El objetivo de este ERL es servir como plataforma para la I + D EN ERL DE ALTA CORRIENTE. En particular, cuestiones de generación y control de halo, cuestiones modernas de orden superior, emisiones coherentes para el haz y alto brillo, generación y preservación del haz de alta potencia. Después de su finalización, planeamos usarlo para varias aplicaciones,tales como la generación de radiación THz y rayos X de alta potencia a través de la dispersión de luz láser de su haz de electrones.[5]