The FN accelerator has a maximum accelerator voltage of 10 MV and is loaded via a pelletron. Measurement setups are available for nuclear structure physics, nuclear astrophysics, accelerator mass spectrometry and material investigations with ion beams. A duoplasmatron for helium beams and two sputter sources for negative ion beams (excluding noble gases) with different mass separations are available as sources on the low-energy side. In addition to a continuous beam, a pulsed beam with a maximum frequency of 2.5 MHz and packets of 2.5 ns is also possible. The highest possible beam energy is 120 MeV, provided the charge state is high enough and no molecule is injected. If you have any questions about whether a specific beam can be offered, please contact Christoph Fransen (fransen@ikp.uni-koeln.de).

Funktionsprinzip

Ein Tandembeschleuniger besteht aus zwei hintereinander liegenden elektrostatischen Beschleunigungsstrecken umgekehrter Polarität, deren Mittelpunkt (das Terminal) von einem Van-de-Graaff-Generator auf positiver Hochspannung gehalten wird. Das Terminal wird über zwei Ketten (Pelletron), welche aus gegeneinander isolierten Metallzylindern bestehen, geladen. Hohe Spannungen oberhalb 1-2 MV erfordern aus Isolationsgründen die Installation der Anlage in einem Drucktank. Beim Tandem-Van-de-Graff-Beschleuniger wird die Terminalspannung mehrfach genutzt. Auf einer Seite werden negativ geladene Ionen eingeschossen, die im Terminal in einem Stripper (meist verwendet man eine dünne Kohlenstofffolie) einiger ihrer Elektronen abstreifen und dann auf der anderen Seite als positive Ionen weiter beschleunigt werden. Die erreichbare Energie ist abhängig von der Terminalspannung U und des Ladungszustands Z der positiven geladenen Ionen. Einfach negativ geladenen Ionen werden in der ersten Hälfte des Tanks auf die Energie eU beschleunigt. Nach der Umladung im Terminal sind die Ionen dann Z-fach positiv geladen und ihre Gesamtenergie ist (Z+1)eU. Protonen beispielsweise können am Kölner Tandem also auf 20 MeV beschleunigt werden.