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New accelerator sails through key test – recovering energy

康奈尔大学提出能量回收加速器的想法半个世纪后,该大学正在展示高能物理学也可以是可再生能源物理学。

科内尔-布鲁克黑文ERL测试加速器(CBETA)是一种用于生物、化学和其他学科的能量回收直线加速器(linac)研究工具。

Maury Tigner(左)是退休教授Hans a . Bethe, 50多年前他在康奈尔大学提出了用直线加速器恢复能量的想法。6月24日,他与CBETA项目的首席研究员Georg Hoffstaetter合影。

CBETA项目的首席研究员、物理学教授Georg Hoffstaetter说:“能源回收已经达到了令人兴奋的程度。”“现在,我们期待着进一步提高CBETA的光束参数。”

CBETA正在测试两种加速器的节能技术——能量回收和永磁体。像CBETA这样的能量回收linac (ERL)可以回收使用过的电子束的能量,而不是在实验之后丢弃它。

回收的能量被用来加速下一束粒子。超导射频(SRF)单元加速了这种用于许多研究领域的光束,这是康奈尔大学首创的另一种节能技术。

用永磁体代替电磁铁,节省了引导光束和冷却磁体所需的能量。当ERL和永磁体在其他地方被使用时,以前从来没有一个研究小组通过ERL同时使用固定磁体制造出由不同能量组成的四束粒子束的加速器。

Hoffstaetter说,康奈尔大学已经在多波束ERL中使用了永磁体,从而开辟了一条道路,增强了能量回收过程的研究能力。他强调,正是他在布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Lab)的合作者设计并制造了这些磁铁。

能量回收使电子束可以在不使用外部射频源能量的情况下加速的概念,是由物理学家Maury Tigner博士于50多年前在康奈尔大学首次提出的。

Tigner在6月24日的测试后说:“祝贺团队,我知道他们一直在非常努力地工作,以使能量恢复成为可能。”“现在我很高兴看到CBETA利用这种能量回收的潜力。”

自20世纪60年代以来,能量回收被认为是操作粒子加速器的一种可行方法。然而,这项技术还不容易应用到常规的科学实验或工业应用中——这是CBETA的目标。

CBETA的直接目标是作为一个可靠的ERL测试,特别是对于新的电子离子对撞机(EIC), Brookhaven国家实验室正在为其准备一份设计报告。EIC已被美国国家科学院(National Academy of Sciences)确定为美国最优先的大型核物理加速器。

EIC研究所需的高碰撞率——“光度”——依赖于“冷却”(收缩)粒子束的能力,只有像CBETA这样的能量回收直线加速器才能提供这样的冷却参数。

在为EIC提供必要的研究和开发的同时,CBETA项目的应用已经超越了EIC冷却和基本加速器的研究。该团队预计CBETA将对工业、核物理和x射线科学产生影响。Hoffstaetter说:” CBETA的首次能源恢复是朝着这些有希望的方向迈出的重要一步。”

CBETA的主要资金来自纽约州能源研发局。

Rick Ryan是CLASSE的科学传播者。

康奈尔纪事报
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