Линейный ускоритель

Линейный ускоритель — ускоритель заряженных частиц, в котором, в отличие от циклических ускорителей, частицы проходят ускоряющую структуру однократно.

Типы линейных ускорителей

По принципу работы линейные ускорители могут быть прямого действия, индукционные или резонансные.

В ускорителе прямого действия пучок ускоряется высоким напряжением, которое может быть постоянным, или импульсным. Полученная энергия ограничивается электрическими пробоями при очень высоких напряжениях.

В индукционном ускорителе пучок ускоряется вихревым электрическим полем, которое создаётся изменением магнитного поля в катушках, охватывающих траекторию пучка.

Чаще всего под линейным ускорителем подразумевается резонансный линейный ускоритель (линак, англ. LINear ACcelerator). В нём пучок ускоряется, проходя ускоряющую структуру (СВЧ-резонатор) с высокочастотным электрическим полем. Основные принципы резонансного ускорителя впервые сформулировал в 1924 году Густав Изинг^[1]. Затем был предложен американским физиком Лео Силардом^{[источник не указан 4141 день]}, а запатентован Рольфом Видероэ в 1928 году. Линейный ускоритель позволяет создавать ионизирующее излучение (рентгеновское и/или электронное) с энергией порядка 20 МэВ.

Применение

Линейные ускорители позволяют достичь больших скоростей лёгких заряженных частиц (преимущественно электронов). Используется в промышленности для изготовления различных изотопов химических элементов и для стерилизации медицинского оборудования. Линейный ускоритель также является составной частью (т. н. инжектором) ускорительной системы коллайдеров, ускоряющей протоны на начальном этапе.

В медицине линейные ускорители широко используются как основной элемент (источник рентгеновского и/или электронного излучения) аппаратов для радиотерапии и радиохирургии.

Инженеры ЦЕРНа в 2015 году представили миниатюрный линейный ускоритель длиной 2 метра, пригодный для применения в медицинской визуализации и рентгенографии^[2].

См. также

Национальная ускорительная лаборатория SLAC

Примечания

↑ «Prinzip Einer Methode Zur Herstellung Von Kanalstrahlen Hoher Voltzahl», Gustav Ising, Arkiv för matematik, astronomi och fysik (in German) 18 (30): 1-4 (1924).
↑ В ЦЕРНе создали ускоритель элементарных частиц для больниц (неопр.). Дата обращения: 30 июля 2015. Архивировано 30 июля 2015 года.

Ссылки

Линейные ускорители на сайте НИИЯФ МГУ.
Как работает линейный ускоритель.

[1] «Prinzip Einer Methode Zur Herstellung Von Kanalstrahlen Hoher Voltzahl», Gustav Ising, Arkiv för matematik, astronomi och fysik (in German) 18 (30): 1-4 (1924).

[2] В ЦЕРНе создали ускоритель элементарных частиц для больниц (неопр.). Дата обращения: 30 июля 2015. Архивировано 30 июля 2015 года.

[1]

[2]