E5 Fontes de partículas

Tópico

Tudo o que foi descrito até agora — aceleração por radiofrequência, guiamento magnético, óptica e agrupamento — atua sobre partículas que primeiro precisam ser produzidas por uma fonte. Para elétrons, a fonte mais comum arranca elétrons da superfície de um material aquecendo-o ou atingindo uma superfície fotoemissiva com um pulso de laser. Este último método é capaz de produzir pacotes extremamente curtos e bem sincronizados com o restante da máquina. Para prótons, a fonte típica ioniza o gás hidrogênio usando uma descarga elétrica ou um plasma de micro-ondas, extraindo os núcleos resultantes com um campo elétrico. Para íons mais pesados, fontes de plasma mais sofisticadas removem vários elétrons dos átomos para obter partículas com maior carga elétrica. Isso é vantajoso porque uma partícula mais carregada ganha mais energia em cada estágio de aceleração descrito no primeiro módulo deste catálogo. Independentemente do tipo de partícula, a fonte determina propriedades que se propagam por toda a cadeia de aceleração subsequente: a corrente inicial disponível, a emitância inicial do feixe e a estrutura temporal inicial dos pacotes. Nenhuma etapa subsequente pode melhorar a qualidade do feixe além daquela fornecida inicialmente pela fonte; portanto, uma limitação no projeto da fonte se propaga como uma limitação por toda a máquina. Assim, este módulo, que começa observando que tudo o que o precede requer partículas para agir, conclui estabelecendo que a qualidade dessas partículas, fixada desde o início, é o limite máximo que nenhuma etapa subsequente pode ultrapassar.

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