Microondas

Após a energia inicial fornecida pelo canhão, toda a energia que os elétrons recebem no processo de aceleração é fornecida por ondas eletromagnéticas existentes no interior das estruturas aceleradoras. Estas estruturas são compostas de uma série de cavidades ressonantes, feitas de cobre e unidas pelo processo de solda brasagem a vácuo. O microtron possui quatro (4) destas estruturas aceleradoras.

Em cada estrutura é injetada uma onda eletromagnética de alta potência na faixa de freqüência de microondas (2450 MHz). A geometria da cavidade é tal que o campo elétrico da microonda, no eixo da estrutura, aponta na direção axial. Como o campo é oscilante, ora aponta no sentido de propagação dos elétrons (para frente) ora aponta no sentido contrário (para trás). Se fizermos uma cuidadosa sincronização, é possível injetar os elétrons na entrada da primeira cavidade quando o campo esteja apontando na direção correta para que haja aceleração, assim os elétrons atravessam a cavidade, ganhando energia.

Quando os elétrons chegam à segunda cavidade, o campo que anteriormente estava apontando no sentido contrário, agora já se encontra apontando no sentido correto e os elétrons são acelerados mais uma vez. Isso se repete por todas a cavidades que compõem uma estrutura aceleradora.

Todas as estruturas do microtron foram usinadas, brasadas e sintonizadas no nosso laborátorio.

Antes de chegar nas estruturas, o feixe de elétrons deve ser divido em vários pacotes e estes pacotes devem ser bem agrupados para que possamos ter um maior controle no sincronismo com a microonda das estruturas e também uma melhor resolução em energia. Para tal fim são usados dois dipositivos: o chopper (picotador) e o buncher (agrupador) que são cavidades ressonantes.

A microonda utilizada é gerada a partir de um oscilador a cristal e posteriormente é amplificada através de uma válvula klystron (de procedência francesa), obtendo uma potência final de aproximadamente 50 kW.

A microonda é conduzida até as estruturas através de guias de onda (que são tubos retangulares de cobre com, dimensões bem definidas).

É necessário ainda controlarmos as potências de injeção em cada estrutura e a fase da onda, de forma a conseguirmos um sincronismo com os elétrons na entrada da estrutura. Para isso foram desenvolvidos no laboratório atenuadores e defasadores de alta potência. Estes dispositivos possuem pistões móveis controlados por computador, que alteram a amplitude e a fase da onda.

Além destes, uma série de outros dispositivos foram desenvolvidos, tais como: cargas de alta potência, curvas em guia de onda, acopladores, conectores de alta potência.

Como estes dispositivos trabalham com alta potência, há a necessidade de serem refrigerados com água, assim todos possuem serpentinas para refrigeração.