M1 Accélérateur Linéaire (Linac)

Topique

Un accélérateur linéaire, ou linac, utilise le mécanisme d'accélération par radiofréquence décrit au début de ce catalogue le long d'un parcours rectiligne unique. Les particules ne traversent qu'une seule fois une longue séquence de cavités résonantes disposées les unes après les autres. L'énergie finale atteinte correspond essentiellement à la somme des incréments fournis par chacune des structures d'accélération traversées. Par conséquent, atteindre de très hautes énergies requiert soit des structures individuelles très efficaces, soit un linac physiquement très long, soit les deux. Le principal avantage de cette géométrie rectiligne est qu'elle évite totalement les pertes d'énergie dues au rayonnement synchrotron, identifié dans ce même catalogue comme le phénomène dominant sur les parcours courbes. Le linac est ainsi la seule option pratique pour porter les électrons à des énergies extrêmes sans que ce rayonnement ne consomme toute l'énergie fournie par la radiofréquence. En contrepartie, chaque structure d'accélération n'est utilisée qu'une seule fois par particule, contrairement à un anneau où le même ensemble de cavités accélère la particule à chaque révolution. Cela signifie qu'un linac nécessite généralement une infrastructure radiofréquence installée beaucoup plus importante pour atteindre une énergie finale donnée. Les accélérateurs linéaires remplissent deux rôles distincts : celui d’injecteurs, fournissant l’énergie initiale à un faisceau qui sera ensuite traité dans des machines circulaires (un rôle développé plus en détail dans un modèle ultérieur de ce catalogue), et celui d’accélérateurs d’énergie terminaux complets, soit pour des applications à faisceau unique, soit comme composant d’un futur collisionneur électron-positron. Par conséquent, ce module, qui commence par l’application de radiofréquences en ligne droite, conclut en démontrant que cette même rectitude, coûteuse en termes d’infrastructure, est précisément ce qui permet d’éviter les inconvénients liés à la courbure dans toute machine circulaire.

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