0543. Fixed-Field Alternating-Gradient Accelerators

Fixed-Field Alternating-Gradient Accelerators: questo è il tipo di acceleratori di vorrei conoscere il funzionamento in particolare come avviene la distribuzione del flusso magnetico e dell'uso della radiofrequenza. Ho trovato in un articolo una applicazione di questo principio in apparecchiatura usata per radiografie industriale ed indagini non-distruttive. Vorrei allegare l'articolo ma non so come farlo in questa vostra piattaforma .

Caro lettore,

In un acceleratore circolare all’aumentare dell’energia delle particelle diminuisce la curvatura della traiettoria nei magneti curvanti e aumenta la lunghezza focale dei magneti focheggianti.
quindi ci sono due tipi base di acceleratore:
Il Ciclotrone nel quale il campo magnetico rimane costante e si lascia che il fascio diminuisca la sua curvatura nei magneti generando una traiettoria a spirale con raggio piccolo ad energia bassa e sempre più grande all’aumento dell’energia. Senza particolari accorgimenti il focheggiamento è sempre più debole e il fascio di particelle tende ad allargarsi. L’accelerazione è data da un campo elettrico alternato applicato fra gli elettrodi immersi nel campo dipolare. La frequenza del campo elettrico è costante e deve essere soddisfatta la condizione di sincronismo (quindi funziona bene per particelle non relativistiche)

Il Sincrotrone nel quale si fa variare il campo dei magneti per mantenere la curvatura e il focheggiamento uguali; quindi la traiettoria è circolare e la dimensione del fascio rimane costante.
L’accelerazione è dovuta ad un campo elettrico longitudinale fornito da una cavità a radiofrequenza di frequenza pari ad un multiplo di giro.
La velocità di variazione del campo è limitata dall’induttanza dei magneti.
La configurazione FFAG Fixed Field Alternating Gradient è pensata per avere il campo magnetico fisso come nei ciclotroni (FF), che permette una accelerazione più rapida, e allo stesso tempo un gradiente alternato che focheggi meglio il fascio (AG) all’aumentare dell’energia.
Il focheggiamento avviene introducendo un effetto di focheggiamento di bordo su un lato del magnete tagliando il polo del magnete non perpendicolare alla traiettoria del fascio così le particelle avranno una deflessione verticale dipendente dalla distanza verticale con relativo effetto di focheggiamento.

Nonostante l’idea dei FFAG sia degli anni ’50, questi acceleratori si stanno sviluppando adesso per la precisione con cui si possono calcolare e realizzare i magneti necessari che sono molto critici.
Per acceleratori di bassa energia a fascio estratto, che quindi non hanno magneti enormi, e che richiedono un’alta frequenza di ripetizione per essere efficienti nel loro uso applicativo l’utilizzo di questa tecnologia sembra promettente.

Andrea Ghigo, fisico