NIKHEF in Amsterdam opent geavanceerde elektronenopslagring

Gistermiddag is in Amsterdam de eerste Nederlandse elektronenopslagring in gebruik gesteld. Deze zogeheten Amsterdam Puls Stretcher-ring (AmPS), gebouwd achter de lineaire deeltjesversneller MEA van het Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge-energiefysica (NIKHEF) in de Watergraafsmeer, is de eerste in zijn soort in Nederland. De ring kan elektronen versnellen tot een energie van bijna 1 giga-elektronvolt (GeV, ofwel 109 eV), een record voor ons land.

De AmPS opslag-strekkerring is een roestvrijstalen vacuümbuis met een omtrek van 212 meter. De ring betrekt zijn elektronen van de bestaande, 180 meter lange lineaire versneller MEA (Medium Energy Accelerator). Met een groot aantal elekromagneten worden de elektronen afgebogen en door de ring geleid. De bouw van de nieuwe onderzoeksfaciliteit, die 23 miljoen gulden heeft gekost, heeft drie jaar geduurd. Het project werd gesubsidieerd uit het Intentioneel Apparatuur Schema fonds van het ministerie voor Onderwijs en Wetenschappen.

De AmPS is een researchinstrument ten behoeve van het onderzoek naar atoomkernen. Om de deeltjes en de krachten in atoomkernen experimenteel te bestuderen, gebruikt men projectielen in de vorm van tot zeer hoge energieën versnelde deeltjes (in dit geval dus elektronen), die worden verstrooid door de in de atoomkern aanwezige lading van de protonen. Detectie en analyse van de verstrooiing van de elektronen geeft de onderzoeker aanwijzingen over de verdeling van de protonen binnen de kern.

Met de MEA konden de fysici in het NIKHEF alleen maar korte pulsen ofwel losse pakketjes elekronen op hun atoomkernen afschieten. Een continue stroom van versnelde elektronen maakt echter veel nauwkeuriger proeven met een veel hoger rendement mogelijk. De opslag-strekkerring biedt deze mogelijkheid, door de elektronen uit de MEA op te slaan in de ring en deze dan voor een experiment "af te tappen'. De continue bundel is, in tegenstelling tot de oude "pakketjes', mooi uitgesmeerd. Daarmee wordt voorkomen dat de detector, door een te groot aantal wisselwerkingen, wordt "verblind'. Door het "uitgerekte' karakter van de elektronenbundel uit de opslagring kunnen veel zeldzamer reacties en wisselwerkingen door de detectoren worden geregistreerd dan met de losse pulsen uit de MEA voorheen. Het tijdsrendement van de lineaire versneller zal door de AmPS worden verhoogd van enkele procenten tot vrijwel 100 procent.

De buis van de Amsterdamse Pulse Stretcher telt 164 focusseermagneten, die de elektronen in de juiste baan afbuigen. De MEA jaagt 400 maal per seconde een puls elektronen de ring in. De posities van de elektronen in de baan worden continu nauwkeurig gemeten, waarna indien nodig correctie plaatsvindt door de focusseermagneten. Omdat de elektronen continu energie verliezen doordat ze worden afgebogen, wordt het energieverlies gecompenseerd door een mini-versneller. Daardoor blijft de energie van de elektronen constant. Gemiddeld voltooien de elektronen ongeveer 2000 omwentelingen alvorens ze door een septum, een soort elektronische dunschiller, uit de ring worden gehaald en voor een experiment worden ingezet.

De AmPS elektronenopslagring is uniek in Europa. De onderzoeksfaciliteit zal niet alleen door onderzoekers van het NIKHEF worden gebruikt, maar ook ter beschikking staan voor onderzoekers uit andere delen van de wereld. Volgens het NIKHEF is de internationale belangstelling voor proeven met de nieuwe opslagring groot. (NIKHEF).