Techniklexikon

Synchrotron

Beschleuniger, in dem geladene Teilchen im Vakuum, durch ein Magnetfeld (Magnetismus) geführt, eine Kreisbahn mit Beschleunigungsstrecken durchlaufen, auf denen sie hochfrequente Wechselspannung (Spannung) immer energiereicher werden läßt. Die Teilchen müssen phasengleich (synchron) zur Wechselspannung (Wechselstrom) umlaufen. Teilchenphysik, Kreisbeschleuniger mit festem Radius des Magnetringes. Im Gegensatz zum Zyklotron ist hier das Magnetfeld variabel und der Radius der Teilchenbahn fixiert. Damit die Teilchen trotz der stetig wachsenden Energie auf ihrer Sollbahn bleiben und der Bahnradius nicht anwächst, muss das Magnetfeld synchron zur Energie erhöht werden. Typische maximale Magnetfeldstärken sind 1,5 T für normalleitende und 5 T für supraleitende Magnete. Während Protonen praktisch verlustfrei beschleunigt werden können, emittieren Elektronen Synchrotronstrahlung, die schnell mit der Energie wächst. Um diese Verluste gering zu halten, weisen Elektronensynchrotrons einen grossen Umfang auf. So hat beispielsweise der LEP-Ring am CERN einen Umfang von etwa 27 km. Zur Injektion sind dem Synchrotron beispielsweise Linearbeschleuniger oder Mikrotrons als Vorbeschleuniger vorgeschaltet. Die meisten Synchrotrons werden heute als AG-Synchrotrons ausgelegt.

Synchrotron: In zwei Spalten (S) werden die Teilchen in einem Hochfrequenzfeld beschleunigt und in einem zeitlich anwachsendem Magnetfeld (M) senkrecht zur Zeichenebene auf ihrer Sollbahn mit Radius R geführt.