M1 Acelerador Linear (Linac)

Tópico

Um acelerador linear, ou linac, aplica o mecanismo de aceleração por radiofrequência descrito no início deste catálogo ao longo de um único caminho reto, fazendo com que as partículas passem apenas uma vez por uma longa sequência de cavidades ressonantes dispostas uma após a outra. A energia final alcançada é essencialmente a soma dos incrementos fornecidos por cada uma das estruturas aceleradoras atravessadas, de modo que atingir energias muito altas requer estruturas individuais altamente eficientes, um linac fisicamente muito longo ou ambos. A principal vantagem dessa geometria reta é que ela evita completamente a perda de energia devido à radiação síncrotron, que este mesmo catálogo identificou como o fenômeno dominante em trajetórias curvas, tornando o linac a única opção prática para levar elétrons a energias extremas sem que essa radiação consuma toda a energia fornecida pela radiofrequência. A desvantagem é que cada estrutura aceleradora é usada apenas uma vez por partícula, diferentemente de um anel, onde o mesmo conjunto de cavidades acelera a partícula em cada uma de suas muitas revoluções. Isso significa que um linac normalmente requer uma infraestrutura de radiofrequência instalada significativamente maior para atingir uma determinada energia final. Os aceleradores lineares desempenham duas funções distintas: como injetores, fornecendo o impulso inicial de energia a um feixe que então continuará em máquinas circulares — uma função mais desenvolvida em um modelo posterior deste catálogo — ou como aceleradores de energia terminal completos, seja para aplicações de feixe único ou como parte de um futuro colisor elétron-pósitron. Portanto, este módulo, que começa aplicando radiofrequência em linha reta, conclui demonstrando que essa mesma retidão, dispendiosa em termos de infraestrutura, é precisamente o que evita o preço que a curvatura impõe em qualquer máquina circular.

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