Linearbeschleuniger - einfach und anschaulich erklärt

In diesem Video geht es um den Aufbau und die Funktionsweise eines Linearbeschleunigers. Hier sehen wir den vereinfachten Aufbau eines Linearbeschleunigers. Ein Linearbeschleuniger besteht aus einer Ionenquelle und einer Reihe aus immer länger werdenden metallischen Driftröhren, die an einer hochfrequenten Wechselspannung anschlossen sind. Um Stöße mit Luftteilchen zu vermeiden, befindet sich der Bereich, in dem sich die Teilchen bewegen, in einem Vakuum.
Eine Ionenquelle kann unterschiedlich aussehen. Eine Möglichkeit ist, den Glühelektrischen Effekt auszunutzen. Ein Draht, an dem eine elektrische Spannung angelegt wird fängt an zu Glühen und dadurch werden einzelne Elektronen freigesetzt. Die Driftröhren sind hohle Zylinder aus Metall. Die Driftröhren sind abwechselnd positiv und negativ geladen. Im Inneren der Driftröhren existiert kein elektrisches Feld, deshalb werden die Ionen im Inneren nicht beschleunigt. Aber zwischen den Driftröhren bilden sich elektrische Felder, die die Ionen beschleunigen.
Verlässt nun ein Elektron die Ionenquelle, so wird es hin zur ersten positiv geladenen Driftröhre beschleunigt. Jetzt geschieht das Entscheidende. Wenn das Elektron in der Driftröhre ist, werden die Driftröhren aufgrund der anliegenden Wechselspannung umgepolt. Nun wird das Elektron weiter in Richtung der nächsten Driftröhre beschleunigt. Da die Geschwindigkeit der Teilchen immer mehr anwächst, müssen die Driftröhren immer länger werden, damit die Teilchen nach der stets gleichen Zeitspanne (also im Takt der Wechselspannungsfrequenz) in das nächste elektrische Feld gelangen.
Ein Linearbeschleuniger kann dadurch geladene Teilchen auf einer geradlinigen Bahn auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigen.