Co to jest liniowy akcelerator?

Akcelerator liniowy to urządzenie, które przyspiesza materię do dużej prędkości, przesuwając ją w dół ścieżki liniowej z pól elektromagnetycznych.Termin ten jest najczęściej używany w odniesieniu do liniowego akceleratora cząstek lub LINAC, który przyspiesza atomy lub cząstki subatomowe.„Akcelerator liniowy może również odnosić się do urządzeń, które wykorzystują elektromagnetyzm do napędzania większych obiektów, takich jak Coilguns i Railguns.Akceleratory cząstek liniowych są powszechnie stosowane w eksperymentach medycyny, przemysłu i naukowych, a akceleratory elektromagnetyczne dla większych obiektów mogą mieć przyszłe zastosowania do celów, takich jak podróż kosmiczna i broń.

Liniowy akcelerator cząstek ognia cząstki magnetycznie naładowane.Mogą to być całe naładowane atomy, zwane jonami lub cząstki subatomowe, takie jak protony i elektrony.Po pierwsze, cząsteczka, która ma być przyspieszona, jest generowana przez urządzenie elektromagnetyczne, takie jak katoda lub źródło jonowe i uwalniane do komory próżniowej w kształcie rury wyłożonej elektrodami.Elektrody są następnie energetyzowane, aby stworzyć oscylujące pola magnetyczne, które nadają energię cząstce i przyspieszają ją do rurki w kierunku docelowego urządzeń.Dokładny układ elektrod w rurce, moc i częstotliwość energii wysłanej do elektrod oraz wielkość elektrod różnią się w zależności od przyspieszanych cząstek i celu urządzenia.

Prostym i bardzo powszechnym przykładem jest rurka Ray Cathode, powszechnie używana w telewizorach, monitorach i innych technologiach wyświetlania.Rurka promieniowa katody napędza elektrony w dół rurki, aż uderzają w stały cel na końcówce rur wykonanych z materiałów luminescencyjnych zwanych fosforami, które zwykle są związkami siarczku metali.Powoduje to uwalnianie części energii elektronów jako emisji energii elektromagnetycznej w długościach fali, które ludzkie oko wykrywa jako światło widzialne.Maszyny rentgenowskie stosowane w medycynie i badaniach biologicznych mają podobną zasadę, strzelając strumienie elektronów w miedź, molibden lub wolfram w celu wytworzenia emisji rentgenowskiAkceleratory cząstek są również stosowane w badaniach naukowych.Małe urządzenia są często używane do obrazowania w badaniach biologicznych i archeologicznych.Liniowe akceleratory stosowane do badań różnią się znacznie wielkością i mogą osiągnąć naprawdę kolosalne wymiary ze względu na wyjątkowo wysokie poziomy energii potrzebne do wyprodukowania niektórych zjawisk badanych w nowoczesnej fizyce.Największy liniowy akcelerator cząstek na Ziemi, położony w SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) National Accelerator Laboratory w Menlo Park w Kalifornii, ma dwie mile długości.

są również używane w niektórych procesach przemysłowych.Niektóre krzemowe układy stosowane w nowoczesnej elektronice są wytwarzane w procesie obejmującym akceleratory, które napędzają całe naładowane atomy zamiast cząstek subatomowych, umożliwiając bardzo precyzyjne umieszczenie atomów podczas produkcji.Akceleratory mogą być również stosowane do wszczepiania jonów na powierzchni materiałów takich jak stal, zmieniając strukturę materiału, aby uczynić go bardziej odporną na korozję chemiczną pęknięcia.

Termin „liniowy akcelerator” jest czasami stosowany do urządzeń, które napędzają większeobiekty w podobny sposób, wykorzystując elektromagnetyzm do przyspieszenia pocisku na prostej ścieżce.Działają one poprzez przeglądanie elektryczności przez metalową cewkę owiniętą wokół lufy urządzenia, projekt zwany Coilgun, Mass Driver lub Gauss Gun lub przez parę metalowych szyn ustawionych równolegle do siebie, zwaną kolejką kolejową.Obiekt wykonany z materiału ferromagnetycznego, takiego jak żelazo, może być przyspieszony w dół lufy urządzenia za pomocą pól magnetycznych wytwarzanych przez prawidłowo zapasowe prądy elektryczne.Coilguns zostały zaproponowane jako możliwy sposób na wystrzelenie ładunków z powierzchni ziemi w przestrzeń kosmiczną, a zarówno Coilguns, jak i Railgunssą badane jako możliwe broń.