Un linac de recuperación de energía (ERL) proporciona un haz de electrones que se utiliza 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 longitud de onda dada 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 demandas de potencia y límites de enfriamiento razonables. Dependiendo de la duración del pulso y la tasa de repetición, la radiación espectral promedio será mucho más baja que la radiación espectral máxima. La radiancia espectral máxima y la radiancia espectral media son propiedades importantes de un haz de rayos X. Para algunos experimentos, el valor máximo es el más importante, pero para otros experimentos, el valor promedio es el 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 aceleradores lineales de recuperación de energía tienen altas tasas de repetición y, por lo tanto, un brillo espectral promedio alto, pero un brillo espectral pico más bajo que un FEL. [4]
Al utilizar un haz de partículas cargadas recirculantes con una red magnética que se asemeja a la de un anillo de almacenamiento , cada partícula viaja a través del arco recirculante antes de ser desacelerada en una estructura linac . La misma estructura del acelerador lineal también acelera nuevas partículas de baja energía que se inyectan continuamente en el acelerador lineal. Por lo tanto, en lugar de reciclar el haz de partículas continuamente, mientras su emitancia aumenta por la emisión de radiación de sincrotrón , solo se recicla su energía cinética, lo que permite una baja emitancia del haz manteniendo altas tasas de repetición comparables a los sincrotrones .
BNL-ERL tiene como objetivo 500 mA a 20 MeV. Ahora está en proceso de puesta en servicio en el Departamento del Acelerador del Colisionador del Laboratorio Nacional de Brookhaven. Una de las características principales de este ERL es un cañón de RF de fotocátodo láser superconductor alimentado por un klystron CW de 1MW y equipado 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 promedio sin precedentes. El objetivo de esta ERL es servir como plataforma de I+D+I EN ERL DE ALTA CORRIENTE. En particular, problemas de generación y control de halo, problemas de moder 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,[5]