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Universal Linear Accelerator UNILAC ist die Bezeichnung eines Beschleunigers für Schwerionen am GSI Helmholtzzentrum für

Universal Linear Accelerator

UNILAC (Universal Linear Accelerator) ist die Bezeichnung eines Beschleunigers für Schwerionen am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. Das „Universal“ im Namen verweist darauf, dass die Anlage Ionen jeder Massenzahl, von Wasserstoff bis zu Uran, beschleunigen kann.

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Originalteil (Einzelresonator) des 120 Meter langen UNILAC im Ausstellungsraum der GSI

Mit Hilfe des UNILAC wurden u. a. erstmals die Elemente Bohrium (Bh, 107), Hassium (Hs, 108), Meitnerium (Mt, 109), Darmstadtium (Ds, 110), Roentgenium (Rg, 111) und Copernicium (Cn, 112) synthetisiert.

Ursprünglicher Aufbau Bearbeiten

Der UNILAC ging 1975 in Betrieb. Er verfügte über vier verschiedene Ionenquellen. Der eigentliche Beschleuniger bestand im Wesentlichen aus vier aufeinander folgenden Wideröe-Beschleunigern von je 7 m Länge, die bei der Frequenz 27,12 Megahertz (MHz) arbeiteten. Weiter passierte der Strahl zwei Alvarez-Beschleuniger von je 12 m, betrieben mit dem Vierfachen dieser Frequenz, also 108,48 MHz, und darauf folgend 20 je für sich versorgte Einzelresonatoren. Mit diesen kann die gewünschte Endenergie für Strahlen verschiedener Ionen eingestellt werden. Hinzu kommen zwischen den einzelnen Beschleunigerteilen Umladestrecken (Stripper). Diese bringen die Ionen durch „Abstreifen“ weiterer Elektronen in höhere Ladungszustände, so dass die Amplitude der nachfolgenden Beschleunigungsspannung besser ausgenutzt wird.

Heutiger Aufbau Bearbeiten

Nach Modernisierungen besteht der UNILAC zurzeit (2016) aus zwei Ionenquellen (PIG + MUCIS/MEVVA). Daran schließt sich eine RFQ-Beschleunigungsstruktur, gefolgt von zwei IH (Interdigital-H-Mode)-Strukturen bei 36 MHz. Diese sorgen für eine Beschleunigung auf 1,4 MeV/u. Ein Poststripper (in den vom Hochladungsinjektor, ebenfalls mit einer RFQ- und einer IH-Struktur, eingeschossen wird) und vier Alvarez-Strukturen ermöglichen die weitere Beschleunigung auf 11,4 MeV/u.

Abgesehen von eigenständigen Experimenten dient der UNILAC auch als Injektor für das bei der GSI betriebene Synchrotron SIS 12/18.

Literatur Bearbeiten

  • K. Blasche, H. Prange, Die GSI in Darmstadt I, Physikalische Blätter, Band 33, Juni 1977, S. 249–261, Online

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. HF-Anlagen. 2. Januar 2012, abgerufen am 17. Januar 2020.
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UNILAC Universal Linear Accelerator ist die Bezeichnung eines Beschleunigers fur Schwerionen am GSI Helmholtzzentrum fur Schwerionenforschung in Darmstadt Das Universal im Namen verweist darauf dass die Anlage Ionen jeder Massenzahl von Wasserstoff bis zu Uran beschleunigen kann Dieser Artikel wurde in die Qualitatssicherung der Redaktion Physik eingetragen Wenn du dich mit dem Thema auskennst bist du herzlich eingeladen dich an der Prufung und moglichen Verbesserung des Artikels zu beteiligen Der Meinungsaustausch daruber findet derzeit nicht auf der Artikeldiskussionsseite sondern auf der Qualitatssicherungs Seite der Physik statt Originalteil Einzelresonator des 120 Meter langen UNILAC im Ausstellungsraum der GSIMit Hilfe des UNILAC wurden u a erstmals die Elemente Bohrium Bh 107 Hassium Hs 108 Meitnerium Mt 109 Darmstadtium Ds 110 Roentgenium Rg 111 und Copernicium Cn 112 synthetisiert Inhaltsverzeichnis 1 Ursprunglicher Aufbau 2 Heutiger Aufbau 3 Literatur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseUrsprunglicher Aufbau BearbeitenDer UNILAC ging 1975 in Betrieb Er verfugte uber vier verschiedene Ionenquellen Der eigentliche Beschleuniger bestand im Wesentlichen aus vier aufeinander folgenden Wideroe Beschleunigern von je 7 m Lange die bei der Frequenz 27 12 Megahertz MHz arbeiteten Weiter passierte der Strahl zwei Alvarez Beschleuniger von je 12 m betrieben mit dem Vierfachen dieser Frequenz also 108 48 MHz 1 und darauf folgend 20 je fur sich versorgte Einzelresonatoren Mit diesen kann die gewunschte Endenergie fur Strahlen verschiedener Ionen eingestellt werden Hinzu kommen zwischen den einzelnen Beschleunigerteilen Umladestrecken Stripper Diese bringen die Ionen durch Abstreifen weiterer Elektronen in hohere Ladungszustande so dass die Amplitude der nachfolgenden Beschleunigungsspannung besser ausgenutzt wird Heutiger Aufbau BearbeitenNach Modernisierungen besteht der UNILAC zurzeit 2016 aus zwei Ionenquellen PIG MUCIS MEVVA Daran schliesst sich eine RFQ Beschleunigungsstruktur gefolgt von zwei IH Interdigital H Mode Strukturen bei 36 MHz Diese sorgen fur eine Beschleunigung auf 1 4 MeV u Ein Poststripper in den vom Hochladungsinjektor ebenfalls mit einer RFQ und einer IH Struktur eingeschossen wird und vier Alvarez Strukturen ermoglichen die weitere Beschleunigung auf 11 4 MeV u Abgesehen von eigenstandigen Experimenten dient der UNILAC auch als Injektor fur das bei der GSI betriebene Synchrotron SIS 12 18 Literatur BearbeitenK Blasche H Prange Die GSI in Darmstadt I Physikalische Blatter Band 33 Juni 1977 S 249 261 OnlineWeblinks BearbeitenUNILAC GSIEinzelnachweise Bearbeiten HF Anlagen 2 Januar 2012 abgerufen am 17 Januar 2020 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Universal Linear Accelerator amp oldid 235453232