Микротрон — это тип концепции ускорителя частиц, происходящий от циклотрона , в котором ускоряющее поле применяется не через большие D-образные электроды, а через линейную структуру ускорителя . Классический микротрон был изобретен Владимиром Векслером около 1944 года. [1] [2] Кинетическая энергия частиц увеличивается на постоянную величину за одно изменение поля (половина или целый оборот). Микротроны предназначены для работы при постоянной частоте поля и магнитном поле в ультрарелятивистском пределе . Таким образом, они особенно подходят для очень легких элементарных частиц, а именно электронов .
В микротроне, из-за увеличения импульса электронов, траектории частиц различны для каждого прохода. Время, необходимое для этого, пропорционально номеру прохода. Медленным электронам нужно одно колебание электрического поля, более быстрым электронам нужно целое кратное этого колебания.
Микротрон с беговой дорожкой — это микротрон большего размера, который использует два электромагнита вместо одного. Оба электромагнита создают однородное магнитное поле в области, сформированной полукругом, и путь частиц между обоими магнитами, таким образом, прямой. Одним из преимуществ этого является то, что полость ускорителя может быть больше, что позволяет использовать различные формы линейных ускорителей (ЛУ), и не устанавливается в области с большими магнитными полями.
Линейный ускоритель размещается вблизи края зазора между дуантными магнитами. Оставшаяся часть зазора используется для фокусирующих устройств. Электрон повторно попадает в линейный ускоритель после каждого оборота. Эту процедуру можно повторять до тех пор, пока увеличивающийся радиус траектории частицы не сделает дальнейшее ускорение невозможным. Затем пучок частиц отклоняется в экспериментальную зону или на следующую ступень ускорителя. Самый большой в мире ипподром-микротрон — это Майнцский микротрон . [3]
Микротроны создают высокоэнергетические электронные пучки с низкой эмиттансностью пучка (отсутствие радиационного равновесия) и высокой частотой повторения (равной рабочей частоте линейного ускорителя).