SUPER CONDUCTING LINEAR ACCELERATOR LOADED WITH A SAPPHIRE CRYSTAL

• Main Author: HAND, LOUIS N
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 17.07.1991
• Subjects: ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OFNEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMICBEAMS

Accélérateur (10), composé d'une structure d'accélération formée d'un cristal de saphir cylindrique (14) muni d'une ouverture centrale (16) pour la réception du faisceau de particules (18) à accélérer. Une couche de matériau supraconducteur (12), par exemple du niobium, entoure la surface externe du cristal de saphir (14). Lorsque l'accélérateur (10) est mis en marche à une température de supraconduction inférieure à 2 °K, les tangentes des angles de perte du saphir et du niobium sont très faibles. En conséquence, l'accélérateur fonctionne très efficacement. Grâce à l'uniformité du cristal de saphir (14), les sillages produits par les particules chargées lors de leur passage par l'accélérateur sont limités au minimum. L'accélérateur a un Q très élevé qui lui permet d'accumuler de l'énergie sur une longue période et de réduire les exigences en energie de pointe. A dielectric loaded superconducting linear accelerator (linac) is disclosed which includes an accelerating structure formed of a cylindrical sapphire crystal having a centrally disposed passage for reception of a particle beam to be accelerated. A superconductive material layer, such as niobium, surrounds the exterior surface of the sapphire crystal. When the linac is operated at a superconductive temperature of less than 2 DEG K, the loss tangents of the sapphire and niobium are very low so that the linac operates very efficiently. The uniform shape of the sapphire crystal insures that wakefields generated by the charged particles as they pass through the linac will be minimized. The linac has a very high Q which enables it to store energy over a long period of time and reduces peak power requirements.