Microtron

Schéma d'un microtron de type circulaire

Dans un microtron de type circulaire, les électrons décrivent des orbites circulaires de rayon croissant dans un champ magnétique uniforme. Les particules gagnent de l'énergie à partir d'une cavité résonante à micro-ondes. Pour maintenir les particules en phase avec la puissance des micro-ondes, la tension de la cavité, la fréquence et le champ magnétique sont ajustés de telle sorte qu'après chaque passage à travers la cavité, les électrons gagnent une quantité d'énergie entraînant une augmentation du temps de transit dans la champ magnétique égal à un nombre entier de cycles hyperfréquences[4].

Dans un microtron de type circulaire, les électrons sont d'abord accélérés dans une cavité accélératrice, entraînée par une tension alternative. Après avoir quitté la cavité accélératrice, les électrons se déplacent sous l'influence d'un champ magnétique, suivant un chemin circulaire où ils sont accélérés à nouveau. Avec chaque passage à travers la cavité accélératrice, les électrons gagnent de plus en plus d'énergie et donc, selon la fameuse équation d'Einstein E = mc², voient leur masse augmenter (du fait de l'équivalence masse-énergie). L'augmentation de masse des particules accélérées entraîne une augmentation du rayon de l'orbite qu'elles décrivent dans l'appareil[3].

Schéma d'un microtron de type circuit montrant la trajectoire des particules

Dans un microtron de type circuit, deux aimants en forme de D sont situés à chaque extrémité de l'appareil pour fournir une plus grande souplesse et atteindre ainsi une plus grande efficacité lors de la phase d'injection des électrons et un gain d'énergie plus élevé par orbite grâce à l'utilisation de structures accélératrices au moyen de cavités multiples semblables à celles utilisées dans les accélérateurs linéaires. Le trajet décrit par les particules sont ainsi constituées de deux tronçons semi-circulaires et deux tronçons rectilignes[4].