Hva er en lineær akselerator?

En lineær akselerator er en enhet som akselererer materie til høy hastighet ved å flytte den ned en lineær bane med elektromagnetiske felt.Begrepet brukes ofte for å referere til en lineær partikkelakselerator, eller LINAC, som akselererer atomer eller subatomære partikler.“Lineær akselerator kan også referere til enheter som bruker elektromagnetisme for å drive større objekter, for eksempel spole og jernbaner.Lineære partikkelakseleratorer brukes ofte i medisin, industri og vitenskapelige eksperimenter, og elektromagnetiske akseleratorer for større gjenstander kan ha fremtidige anvendelser for formål som romfart og våpen.

En lineær partikkelakselerator skyter magnetisk ladede partikler.Disse kan være hele ladede atomer, kalt ioner, eller subatomiske partikler som protoner og elektroner.Først genereres partikkelen som skal akselereres av en elektromagnetisk enhet som en katode eller ionekilde og frigjøres til et rørformet vakuumkammer foret med elektroder.Elektrodene blir deretter energisk for å lage svingende magnetfelt som gir energi til partikkelen og akselererer den nedover røret mot enhetsmålet.Det nøyaktige arrangementet av elektrodene i røret, effekten og frekvensen av energien som er sendt inn i elektrodene, og størrelsen på elektrodene varierer alle i henhold til partiklene som blir akselerert og formålet med enheten.

Et enkelt og veldig vanlig eksempel er katodestrålerøret, ofte brukt i TV -apparater, skjermer og andre visningsteknologier.Katodestrålrøret driver elektroner nedover røret til de slår et solid mål mot rørene som er laget av selvlysende materialer kalt fosfor, som vanligvis er metallsulfidforbindelser.Dette fører til at en del av energien til elektronene frigjøres som en utslipp av elektromagnetisk energi i bølgelengdene som det menneskelige øyet oppdager som synlig lys.Røntgenmaskiner som brukes i medisin og biologisk forskning følger et lignende prinsipp, skyter strømmer av elektroner til kobber, molybden eller wolfram for å produsere røntgenutslipp som kan brukes til avbildning eller, med kraftigere enheter, strålebehandling.

lineærPartikkelakseleratorer brukes også i vitenskapelig forskning.Små enheter brukes ofte til avbildning i biologisk og arkeologisk forskning.Lineære akseleratorer som brukes til forskning varierer veldig i størrelse, og kan nå virkelig kolossale dimensjoner på grunn av de ekstremt høye energinivåene som er nødvendige for å produsere noen av fenomenene som er studert i moderne fysikk.Den største lineære partikkelakseleratoren på jorden, som ligger ved SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) National Accelerator Laboratory i Menlo Park, California, er to mil lang.

De brukes også i noen industrielle prosesser.Noen silisiumflis som brukes i moderne elektronikk er produsert i en prosess som inkluderer akseleratorer som driver hele ladede atomer i stedet for subatomiske partikler, noe som tillater veldig presis plassering av atomer under produksjonen.Akseleratorer kan også brukes til å implantere ioner i overflaten av materialer som stål, og endre strukturen til materialet for å gjøre det mer motstandsdyktig mot sprekker kjemisk korrosjon.

Begrepet "lineær akselerator" brukes også noen ganger for enheter som driver størreobjekter på lignende måte, ved å bruke elektromagnetisme for å akselerere et prosjektil langs en rett vei.Disse fungerer ved å kjøre strøm gjennom enten en metallspole pakket rundt tønnen på enheten, en design som kalles en spole, massedriver eller Gauss -pistol, eller gjennom et par metallskinner plassert parallelt med hverandre, kalt en jernbaneveg.Et objekt laget av et ferromagnetisk materiale, for eksempel jern, kan akselereres nedover tønnen på enheten med magnetfeltene produsert av riktig tidsbestemte elektriske strømmer.Spolguns er blitt foreslått som en mulig måte å starte laster fra jordens overflate inn i det ytre rom, og både spole og jernbanerblir undersøkt som mulige våpen.