Der FN Beschleuniger hat eine maximale Beschleunigerspannung von 10 MV. Es sind Messaufbauten sowohl für Kernstrukturphysik, nukleare Astrophysik, Beschleunigermassenspektrometrie und Materialuntersuchungen mit Ionenstrahlen vorhanden. Als Quellen steht ein Duoplasmatron für Heliumstrahlen, und zwei Sputterquellen für negative Ionenstrahlen (ausgenommen Edelgase) mit unterschiedlichen Massentrennungen niederenergieseitig zur Verfügung. Neben kontinuierlichem Strahl ist auch ein gepulster Strahl mit einer maximalen Frequenz von 2,5 MHz bei Paketen von 2,5 ns möglich. Die höchstmögliche Strahlenergie ist 120 MeV, sofern der Ladungszustand hoch genug ist und kein Molekül eingeschossen wird. Bei Fragen ob ein bestimmter Strahl angeboten werden kann, wenden Sie sich bitte an Christoph Fransen.

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.