Cuadrupolo de radiofrecuencia

Un cuadrupolo de radiofrecuencia ( RFQ ) es un componente de acelerador lineal ^{[ 1 ]} que se utiliza generalmente a bajas energías de haz, aproximadamente de 2 keV ^{[ 2 ]} a 3 MeV. Su diseño es similar al de un analizador de masas cuadrupolar , pero su propósito es acelerar un haz de una sola especie (un haz de un tipo particular de partícula) en lugar de realizar espectrometría de masas en un haz de múltiples especies. A medida que las partículas cargadas se aceleran a lo largo de la línea del haz, experimentan alternativamente campos eléctricos en dos ejes perpendiculares a la dirección del movimiento, desfasados, de modo que siempre hay una fuerza hacia adelante en la dirección del haz (Z), además de una acción de enfoque del haz alternativamente en X y luego en Y. Esto se logra excitando 4 electrodos que recorren la longitud del acelerador y que tienen una forma con una separación que varía periódicamente para que la frecuencia de RF coincida con la velocidad del haz en ese punto del acelerador. Esto hace que las partículas formen grupos en sincronía con la frecuencia de excitación, de modo que pasan por cada región cuando el campo local está cerca de los máximos de aceleración. Existen dos formas comunes de electrodos: un grupo de cuatro paletas con un patrón ondulado en las puntas que se aproximan, o cuatro cilindros con secciones cónicas periódicas. Los electrodos se montan en vacío y se excitan mediante señales con la fase adecuada provenientes de una fuente de RF de alta potencia. ^{[ 3 ]} Las ventajas sobre un LINAC de RF convencional con cavidades de RF y tubos de deriva separados son, en primer lugar, que el haz se acelera constantemente (no hay espacio de deriva), por lo que el diseño puede ser considerablemente más compacto para una energía dada, y en segundo lugar, el agrupamiento y el enfoque del haz. ^{[ 4 ]}

El RFQ es un componente de función combinada que acelera y enfoca el haz de partículas cargadas. ^{[ 5 ]} Inventado por los físicos soviéticos I. M. Kapchinsky y Vladimir Teplyakov en 1970, el RFQ se utiliza como inyector por importantes laboratorios e industrias de todo el mundo para aceleradores lineales de radiofrecuencia. ^{[ 6 ]}

• Fotografías de cuadrupolos de radiofrecuencia (Servidor de documentos del CERN)