L'accelerador lineal (LINAC de LINear ACcelerator) genera polsos d'electrons a 90 keV i els accelera fins a 100 MeV. Després, el feix es transfereix i s'injecta en l'anell propulsor on continua el procés d'acceleració. El pre-injector de l'ALBA es va adquirir com un sistema claus en mà i està en operació des de 2010.

Un canó d'electrons termoiònic de 90 kV DC genera polsos d'electrons d'una longitud de 2 ns. Aquests electrons s'extreuen d'un metall (tungstè impregnat de BaO) escalfat a 1.200 graus. Pot generar un sol pols (SBM) o un tren de diversos polsos (MBM) com es mostra a continuació. El patró d'injecció típic consisteix en trens de 32 polsos, que es generen a raó de 3 vegades per segon. La càrrega màxima per pols al final del LINAC és 0,25 nC.

Senyals dels transformadors de corrent ràpida instal·lats al llarg del LINAC per als dos modes d'injecció: MBM (tren de 54 polsos) i SBM (16 polsos individuals separats per 64 ns).

Els electrons passen primer una zona que agrupa els electrons, reduint la longitud dels polsos i també augmentant la seva energia. El sistema d'agrupat (o bunching) comprèn dues cavitats tipus pre-buncher, una que treballa a una freqüència subharmònica (500 MHz) i una altra a 3 GHz, i una cavitat tipus buncher formada per 22 cel·les i que funciona amb ones estacionàries. Després del sistema d'agrupat, l'energia del feix és de 16 MeV. Dues estructures d'acceleració d'ones progressives augmenten l'energia del feix fins a més de 100 MeV. Cada estructura d'acceleració està feta de 96 cel·les i funciona en la manera 2Π / 3 a un gradient constant de 10-15 MV / m. La focalització del feix es garanteix mitjançant l'ús de solenoides a la part de l'agrupat i de tres quadrupols situats entre les dues estructures d'acceleració.

S'utilitzen dos klystrons (TH2100) per proporcionar la potència de RF a les cavitats del LINAC a 3 GHz mitjançant guies d'ones de RF. Gràcies a un sistema de commutació, si un dels klystrons falla, el LINAC pot seguir proporcionant un feix d'energia reduïda de 67 MeV.

Esquema del LINAC de l'ALBA amb la distribució de RF i una imatge del LINAC dins del búnquer.

En condicions nominals, el LINAC opera a 110 MeV en mode top-up (recàrrega contínua). Recentment s'ha demostrat que, si cal, també es pot injectar i accelerar un feix de 67 MeV al propulsor.

La dispersió d'energia del feix del LINAC està per sota del 0,5 % i la seva emitància normalitzada per sota de 30 mm mrad.

Mesura de propagació d'energia d'un feix de 110 MeV i 1nC presa en una regió dispersiva. A la dreta es mostren els mesuraments de emitància del mateix fes per als eixos x i y, mesurats amb la tècnica d'escaneig quadrupolar.

Especificacions dels paràmetres del feix del LINAC

L'anell de propulsió de l'ALBA és un sincrotró que accelera els electrons que es generen al LINAC de 100 MeV a 3GeV. Durant l'increment d'energia, els camps magnètics s'adapten a l'energia dels electrons. Quan arriba als 3 GeV, s'extrau el feix d'electrons i s'envia a l'anell d'emmagatzematge i els camps magnètics tornen als seus valors inicials. Aquest cicle es repeteix 3 cops per segon.

L'anell propulsor es troba situat al mateix túnel de formigó que l'anell d'emmagatzematge. La seva gran circumferència de 249,6 m, el gran nombre d'imants dipolars (40) i la xarxa magnètica basada en dipols amb gradient integrat, propicien una emitància molt baixa de tan sols 10 nm∙rad. Aquesta baixa emitància i la mida del feix d'electrons fan que la injecció en mode top-up sigui altament eficient. En aquest mode els electrons són injectats cada 20 minuts a l'anell d'emmagatzematge, sense interrompre l'adquisició de dades experimentals i mantenint la intensitat del feix d'electrons constant.

La taula següent resumeix els principals paràmetres de l'anell propulsor de l'ALBA.

El disseny magnètic de l'anell d'emmagatzematge (o SR d'storage ring en anglès) del Sincrotró ALBA es basa en una xarxa Chasman-Green (Double Bend) modificada. La unitat bàsica (estructura repetitiva) és una disposició de dos imants dipolars acompanyats de quadrupols que produeixen dispersió diferent de zero als trams rectes. Tot i que la dispersió contribueix al augment aparent del tamany del feix d'electrons, el disseny de l'ALBA minimitza l'augment alhora que maximiza l'espai disponible entre seccions rectes.

Les seccions rectes a l'ALBA s'anomenen LSS (llargues), MSS (mitjanes) i SSS (curtes). La cel·la unitat té MSS amb valors de la funció beta prou petits per poder-hi instal·lar dispositius d'inserció, tot i que les MSS no són prou llargues com per instal·lar la secció d'injecció. Per altra banda, les cel·les modificades, anomenades matching cells, s'utilitzen per acollir les LSS. La següent taula resumeix els principals paràmetres de l'anell d'emmagatzematge de l'ALBA.