Lineáris gyorsító

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Egy lineáris gyorsító vagy linac [ejtsd: linak] (angolból Linear Accelerator) a részecskegyorsítók egy változata, mellyel elektromosan töltött részecskéket (például elektronokat, protonokat, pozitronokat vagy ionokat) lehet egyenesvonalú pályán gyorsítani.

Tartalomjegyzék 1 Lineáris gyorsítók fejlődése 2 Lineáris gyorsítók felhasználása 3 Lineáris gyorsítók nagyenergiájú kísérletekben 4 Források és referenciák

[szerkesztés] Lineáris gyorsítók fejlődése

Amíg a részecskéket korábban egyenáramú gyorsítókkal gyorsították, hamarosan kiderült viszont, hogy azzal nem lehet tetszőlegesen nagy energiákat elérni. Ha a feszültséget egy bizonyos érték fölé emeljük, akkor koronakisülés jön létre, és az így elveszett töltést folyamatosan pótolni kell.

Ezért terelődött a figyelem a váltakozó feszültséget használó rezonanciagyorsítókra. A váltakozó áramú lineáris gyorsítót Gustav Ising javasolta, és először Rolf Wideröe építette meg 1928-ben. Ez a gyorsító több gyorsítóelemből, úgynevezett driftcsőből áll. A driftcsövek között hézagok vannak, amelyben ez elektromos mező iránya rendszeresen változik olyan ütemben, hogy az odaérkező részecskét mindig gyorsítsa, ezáltal a mozgási energiáját viszonylag kis lépésekben össze tudja szedni. Amíg a driftcsövekben tartózkodik, addig nem hat rá erő, mivel az Faraday-kalitkaként viselkedik. Ilymódon olyan energiára lehet gyorsítani a részecskét, amely egyetlen gyorsítóelemmel nem érhető el.

Sloan, Lawrence, 1931

A lineáris gyorsítók egészen addig nem voltak túlzottan sikeresek, míg 1945-ben egymástól függetlenül McMillan és Vekszler fel nem fedezték a fázisstabilitás elvét. Az első komolyabb lineáris gyorsítót 1948-ban építették az Egyesült Államokban, mely 68 MeV-es protonenergia elérésére volt képes. [Angeli, 37. old]

Ein moderner Linearbeschleuniger besteht aus einem zylinderförmigen Hohlleiter, in dem sich eine elektromagnetische Welle ausbreitet. Da die Phasengeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen in Hohlleitern größer ist als die des Lichts im Vakuum, muss sie durch regelmäßig angeordnete Irisblenden „gebremst“ werden.

[szerkesztés] Lineáris gyorsítók felhasználása

Man kann verschiedene Einsatzarten von Linearbeschleunigern unterscheiden.

• Részecskék kutatásánál a közel fénysebességre gyorsított részecskéket a gyorsítóból egy célra (target) irányítják, és az ütközéskor keletkező részecskéket vizsgálják
• Más esetekben két részecskenyalábot egymással szemben gyorsítanak fel, és egymással ütköztetnek, és a kölcsönhatásukat vizsgálják
• Mint részecskeforrást használják fel további részecskegyorsítókhoz előgyorsítónak. Ekkor injektornak nevezik
• Gyakorlati célokra általában az elektronnyalábokkal előállított röntgensugárzást használják fel, például
  • az orvostudományban a rákos daganatok sugárterápiájára
  • az iparban vastag falú építőelemek átvilágítására

[szerkesztés] Lineáris gyorsítók nagyenergiájú kísérletekben

A kis tömegű részecskék, mint az elektron, a körkörös gyorsítókban rengeteg energiát veszítenek szinkrotronsugárzás formájában. A LEP-nél lényegesen nagyobb energiákra elektronokat csak lineáris gyorsítókkal lehet.

[szerkesztés] Források és referenciák

• Angeli István: Részecske-gyorsítók (kézirat), Debrecen, 1982 (Magfizikai mérőmódszerek III.)
• A német szócikk