Multiturn Accelerator-Recuperator Source (MARS) es un proyecto de una fuente de radiación de sincrotrón basada en un acelerador-recuperador de múltiples vueltas .
El proyecto de una fuente de SR limitada por difracción se propuso en [1] . En el artículo [2] se proporciona una buena descripción de cómo funciona la fuente .
La fuente de radiación suave (terahercios), el láser de electrones libres de terahercios de Novosibirsk , ya se ha construido [3] .
La creación de fuentes de radiación de sincrotrón de tercera generación, como ESRF , APS , SPring-8 , condujo a una disminución de la emitancia , el volumen de fase del haz de electrones, hasta los límites prácticamente alcanzables de 30 nm rad.
La implementación de una fuente totalmente espacialmente coherente será posible si el volumen de fase de la fuente óptica es menor que el límite de difracción . Para los rayos X, esto significa <10 −2 nm rad. Un análisis en [4] , por ejemplo , muestra que es imposible obtener una emitancia menor de 10 −1 en un anillo de almacenamiento , lo que obliga al uso de otras fuentes de radiación. Una alternativa pueden ser los aceleradores lineales , o los aceleradores con recuperación de energía.
En los aceleradores-recuperadores es posible combinar las ventajas de los acumuladores y los aceleradores lineales. Las ventajas del recuperador incluyen bajas pérdidas de partículas de alta energía por unidad de tiempo y, en consecuencia, baja radiación de fondo y ausencia de radiactividad inducida. Por otro lado, como se mencionó anteriormente, el uso de un buen inyector con una emitancia < 100 nm rad permite alcanzar la emitancia requerida < 10 −2 nm rad durante la aceleración a altas energías (5 GeV) debido a la compresión adiabática. En los recuperadores, el tiempo de aceleración (del orden de los diez microsegundos) es mucho más corto que el tiempo de amortiguamiento de la radiación en los anillos de almacenamiento (del orden de los milisegundos), por lo que el amortiguamiento de la radiación no puede afectar a la emitancia.
Describamos brevemente una de las estructuras actualmente propuestas para la creación. El haz de electrones del inyector (5 MeV) sufre una aceleración adicional en el inyector de dos etapas y pasa cuatro veces por el sistema acelerador principal, alcanzando una energía de 6 GeV. A continuación, el haz pasa por el mismo sistema acelerador en fase de desaceleración y, con una energía de 5 MeV, es extraído del acelerador al absorbedor. Los electrones que aceleran y deceleran se mueven simultáneamente en cuatro pistas en el recuperador. Sobre el recuperador-acelerador de cuatro vías se instalan 4 onduladores extralargos de 150-200 metros de largo (el número de polos es de unos 10 4 ) y varias decenas de 5-20 metros de largo.