Co je to lineární akcelerátor?

Lineární akcelerátor je zařízení, které zrychluje na vysokou rychlost, posunutím po lineární cestě s elektromagnetickými poli.Tento termín se nejčastěji používá k označení lineárního akcelerátoru částic nebo linac, který urychluje atomy nebo subatomické částice.„Lineární akcelerátor může také odkazovat na zařízení, která používají elektromagnetismus k pohánění větších objektů, jako jsou Coilguns a Railguns.Lineární akcelerátory částic se běžně používají v medicíně, průmyslu a vědeckých experimentech a elektromagnetické akcelerátory pro větší objekty mohou mít budoucí aplikace pro účely, jako je cestování kosmické dráhy a zbraně.Mohou to být celé nabité atomy, nazývané ionty nebo subatomické částice, jako jsou protony a elektrony.Nejprve je částice, která se má zrychlit, generuje se elektromagnetickým zařízením, jako je katoda nebo iont zdroj a uvolní se do vakuové komory ve tvaru potrubí lemované elektrodami.Elektrody jsou poté pod napětím, aby vytvořily oscilační magnetické pole, která propůjčují částici energii a zrychlují ji dolů trubicí směrem k cíli zařízení.Přesné uspořádání elektrod ve zkumavce, výkon a frekvence energie odeslané do elektrod a velikost elektrod se liší podle zrychlených částic a účelu zařízení.

Jednoduchý a velmi běžný příklad je katodová trubice, běžně používaná v televizích, monitorech a dalších displejových technologiích.Trubice katodového paprsku pohání elektrony po trubici, dokud nezatěžují pevný cíl na konci zkumavek vyrobené z luminiscenčních materiálů zvaných fosfory, které jsou obvykle kovové sulfidové sloučeniny.To způsobuje, že část energie elektronů bude uvolněna jako emise elektromagnetické energie ve vlnových délkách, které lidské oko detekuje jako viditelné světlo.Rentgenové stroje používané v medicíně a biologickém výzkumu sledují podobný princip, střílí proudy elektronů do mědi, molybdenu nebo wolframu k produkci emisí rentgenového záření, které lze použít pro zobrazování nebo, s výkonnějšími zařízeními, radioterapii.Ve vědeckém výzkumu se také používají akcelerátory částic.Malá zařízení se často používají pro zobrazování v biologickém a archeologickém výzkumu.Lineární akcelerátory používané pro výzkum se velmi liší velikostí a mohou dosáhnout skutečně kolosálních rozměrů v důsledku extrémně vysokých energetických hladin potřebných k výrobě některých jevů studovaných v moderní fyzice.Největší urychlovač lineárních částic na Zemi, který se nachází v SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) National Accelerator Laboratory v Menlo Park v Kalifornii, je dlouhá dvě míle.Některé křemíkové čipy používané v moderní elektronice se vyrábějí v procesu zahrnujícím akcelerátory, které pohánějí celé atomy nabité místo subatomových částic, což umožňuje velmi přesné umístění atomů během výroby.Akcelerátory lze také použít k implantaci iontů na povrchu materiálů, jako je ocel, což mění strukturu materiálu, aby byl odolnější vůči chemické korozi trhlin.

Termín „lineární akcelerátor“ se také někdy používá pro zařízení, která pohánějí většíObjekty podobným způsobem pomocí elektromagnetismu k urychlení projektilu podél přímé cesty.Tato práce s provozováním elektřiny buď kovovou cívkou omotanou kolem hlavně zařízení, designem zvaným Coilgun, hromadným ovladačem nebo Gaussovým zbraní, nebo přes pár kovových kolejnic umístěných rovnoběžně k sobě, nazývané železniční.Objekt vyrobený z feromagnetického materiálu, jako je železo, lze zrychlit po hlavně zařízení magnetickými polími produkovanými správně načasovanými elektrickými proudy.Coilguny byly navrženy jako možný způsob, jak vypustit náklady z povrchu Země do vesmíru, a jak Coilguns, tak Railgunsjsou zkoumány jako možné zbraně