Mi az a lineáris gyorsító?

A lineáris gyorsító egy olyan eszköz, amely nagy sebességre gyorsítja az anyagot, úgy, hogy lefelé mozgatja egy lineáris útvonalat elektromágneses mezőkkel.A kifejezést leggyakrabban egy lineáris részecske -gyorsítóra vagy linacra utalják, amely felgyorsítja az atomokat vagy a szubatomi részecskéket.„A lineáris gyorsító olyan eszközökre is utalhat, amelyek elektromágnesességet használnak a nagyobb tárgyak, például a coilgunok és a vasúti fegyverek meghajtására.A lineáris részecskék gyorsítókat általában használják az orvostudományban, az iparban és a tudományos kísérletekben, és a nagyobb tárgyak elektromágneses gyorsítói számára jövőbeni alkalmazásokkal rendelkezhetnek, mint például az űrutazás és a fegyverek.Ezek lehetnek teljes töltésű atomok, úgynevezett ionok, vagy szubatomi részecskék, például protonok és elektronok.Először, a felgyorsítandó részecskéket elektromágneses eszköz, például katód vagy ionforrás generálja, és elektródokkal bélelt cső alakú vákuumkamrába engedi.Az elektródokat ezután energiájú oszcilláló mágneses mezők hozzák létre, amelyek energiát adnak a részecskéknek, és felgyorsítják a cső lefelé az eszközök célpontja felé.Az elektródák pontos elrendezése a csőben, az elektródákba küldött energia teljesítménye és frekvenciája, valamint az elektródák mérete mind a gyorsított részecskék és az eszköz céljától függően változnak.

Egy egyszerű és nagyon gyakori példa a katódsugárcső, amelyet általában a televíziókban, monitorokban és más kijelző technológiákban használnak.A katódsugasz cső meghajtja az elektronokat a cső lefelé, amíg szilárd célpontot kapnak a csövek végén, lumineszcens anyagokból, úgynevezett foszforoknak, amelyek általában fém -szulfidvegyületek.Ennek oka az elektronok energiájának egy részét felszabadítja az elektromágneses energia kibocsátásának a hullámhosszon, amelyet az emberi szem látható fényként észlel.Az orvostudományban és a biológiai kutatásban használt röntgengépek hasonló alapelvet követnek, az elektronok rézbe, molibdénjébe vagy volfrámba történő lövöldözéshez röntgen-kibocsátások előállításához, amelyek felhasználhatók képalkotáshoz, vagy erősebb eszközökkel, sugárterápiával.

LineárisA részecskagyorsítókat a tudományos kutatásban is használják.A kis eszközöket gyakran használják a biológiai és régészeti kutatások képalkotására.A kutatáshoz használt lineáris gyorsítók nagymértékben eltérőek, és valóban kolosszális dimenziókat érhetnek el, mivel a modern fizikában vizsgált jelenségek egy részének előállításához szükséges rendkívül magas energiaszint.A Föld legnagyobb lineáris részecskegyorsítója, amely a SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) Nemzeti Gyorsító Laboratóriumában található, a kaliforniai Menlo Parkban, két mérföld hosszú.

Néhány ipari folyamatban is használják őket.Néhány, a modern elektronikában használt szilícium chipeket olyan eljárásban gyártják, amely olyan gyorsítókat tartalmaz, amelyek a szubatomi részecskék helyett a teljes töltésű atomokat hajtják végre, lehetővé téve az atomok nagyon pontos elhelyezését a termelés során.Gyorsítók felhasználhatók az ionok implantátumához az anyagok, például acél felületén is, megváltoztatva az anyag szerkezetét, hogy a repedések kémiai korrózióval szemben rezisztensebbé váljanak.Objektumok hasonló módon, az elektromágnesesség felhasználásával a lövedék felgyorsítására egy egyenes út mentén.Ezek az elektromos áram futtatása az eszköz hordója körül csomagolt fém tekercsen keresztül, egy coilgun, tömeges vezető vagy Gauss pisztoly, vagy egy pár párhuzamos fémsíneken keresztül, úgynevezett vasúti fegyvernek nevezett mintában.Egy ferromágneses anyagból, például vasból készült tárgy felgyorsítható a készülék hordóján, a megfelelően időzített elektromos áramok által előállított mágneses mezőkkel.Coilgunokat javasoltak a rakományok földfelszínéről a világfelületről történő rakományok elindítására, mind a coilguns, mind a vasúti fegyverek elindításárakutatják a lehetséges fegyvereket.