Un accelerator liniar de particule (adesea prescurtat la linac) este un tip de accelerator de particule care accelerează particulele subatomice încărcate sau ionii la o viteză mare, supunându-le la o serie de potențiale electrice oscilante de-a lungul unei linii de fascicul liniar. Principiile pentru astfel de mașini au fost propuse de Gustav Ising în 1924, în timp ce prima mașină care a funcționat a fost construită de Rolf Widerøe în 1928 la Universitatea RWTH din Aachen.[ Linacurile au multe aplicații: generează raze X și electroni de înaltă energie în scopuri medicinale în terapia cu radiații, servesc ca injectoare de particule pentru acceleratoare de energie mai mare și sunt utilizate direct pentru a obține cea mai mare energie cinetică pentru particulele luminoase (electroni și pozitroni) pentru fizica particulelor.
(Clădire care acoperă tubul de 3,2 km al Acceleratorului liniar Stanford (SLAC) din Menlo Park, California, al doilea cel mai puternic linac din lume. Are aproximativ 80.000 de electrozi de accelerare și ar putea accelera electronii până la 50 GeV. Credit: Victor Blacus/Wikipedia)
Designul unui linac depinde de tipul de particule care sunt accelerate: electroni, protoni sau ioni. Linacurile variază în dimensiune de la un tub catodic (care este un tip de linac) până la linacul de 3,2 kilometri de la Laboratorul național de accelerație SLAC din Menlo Park, California.
Animația ilustrează modul în care funcționează un accelerator liniar de particule. Constă dintr-o sursă de particule (S) care injectează particule într-o linie de fascicul de electrozi cilindrici cu capete deschise (C1, C2, C3, C4) cu lungime în creștere progresivă. Un oscilator și un amplificator electronic (G) produc o tensiune AC de radiofrecvență cu potențial ridicat care este aplicată electrozilor. Tensiunea de polaritate opusă este aplicată electrozilor alternativi, astfel încât electrozii adiacenți sunt la tensiuni opuse. Acest lucru produce un câmp electric oscilant (E) în golurile dintre electrozi, care exercită forță asupra particulelor atunci când acestea trec prin ele, accelerându-le. Sursa de particule injectează un grup de particule în primul electrod la momentul corect, astfel încât polaritatea tensiunii să fie opusă sarcinii de pe particule. Lungimea electrozilor este calculată astfel încât particulele să ia exact o jumătate de ciclu din tensiunea RF pentru a trece prin fiecare electrod. Polaritatea tensiunii se inversează pe măsură ce particula trece prin electrod, astfel încât atunci când particula ajunge între, câmpul este în direcția corectă pentru a o accelera. Acest lucru este ilustrat de graficul V(x) care arată potențialul electric de-a lungul axei acceleratorului și cum se modifică în timp. În momentul în care particula trece prin spațiul dintre electrozi, există întotdeauna o scădere a potențialului. În acest exemplu se presupune că particulele accelerate (punctele roșii) au o sarcină pozitivă. Deși animația arată că o singură particulă este accelerată pe ciclu, sursa de particule injectează de fapt multe particule în fiecare ciclu. Acceleratorul este închis într-un rezervor de vid, care nu este prezentat. Acțiunea este arătată încetinită enorm; frecvența de oscilație a generatorului de radiofrecvență (G) este de obicei în domeniul microundelor, schimbând polaritatea de miliarde de ori pe secundă.
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2
Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1
Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult
Fizica atomică și nucleară fenomenologică
Cartea abordează bazele fenomenlogice din fizica atomică, fizica nucleară, radioactivitatea, fizica particulelor, fisiunea, fuziunea și energia nucleară. Conținutul oferă o perspectivă modernă a domeniului, simultan cu o retrospectivă istorică a dezvoltării sale. Fiecare capitol pune accent pe explicațiile fizice ale … Citeşte mai mult
Lasă un răspuns