Akcelerator cząstek

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Akcelerator – urządzenie służące do przyspieszania cząstek elementarnych lub jonów do prędkości bliskich prędkości światła. Cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym są przyspieszane w polu elektrycznym. Do skupienia cząstek w wiązkę oraz do nadania im odpowiedniego kierunku używa się odpowiednio ukształtowanego, w niektórych konstrukcjach także zmieniającego się w czasie, pola magnetycznego lub elektrycznego.

2MV liniowy akcelerator van der Graffa, konstrukcja z lat 1960

Najprostszymi urządzeniami do przyspieszania cząstek są działa elektronowe, które stosuje się w kineskopach telewizorów i monitorów, oscyloskopach oraz generatorach promieniowania rentgenowskiego.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

1MV akcelerator Cockcrofta - Waltona z 1937 r. stojący w National Science Museum w Londynie.

W zastosowaniach badawczych, akceleratory służą do rozpędzania cząstek elementarnych i zderzania ich ze sobą w celu przeprowadzania reakcji jądrowych. Umożliwia to poznawanie własności cząstek i przebiegu owych reakcji. Są one podstawowym narzędziem fizyki jądrowej.

W medycynie, akceleratory stosuje się w radioterapii, czyli do leczenia schorzeń (nowotworów) poprzez naświetlanie ich promieniowaniem jonizującym.

Jedne akceleratory mogą być także częściami innych akceleratorów, o większych energiach maksymalnych. Mają one wstępnie rozpędzać cząstki. Są to, tak zwane akceleratory wstrzykujące (indżektory).

Podział[edytuj | edytuj kod]

Akceleratory można klasyfikować ze względu na różne cechy:

Widok z lotu ptaka na kołowy akcelerator w Fermilab.

Główny podział akceleratorów uwzględnia kształt toru i metodę przyspieszania:

Działanie[edytuj | edytuj kod]

Magnes synchrocyklotronu znajdującego się w ośrodku terapii protonami, w Orsay.

Cząstki przyspieszane są polem elektrycznym, pole magnetyczne stosuje się do nadania przyspieszanym cząstkom odpowiedniego toru lub skupienia ich.

Pole elektryczne jest tworzone przez specjalne układy generatorów bardzo wysokiego napięcia i przekazywane na układy elektrod. Pole magnetyczne jest tworzone przy pomocy bloków elektromagnesów, które są rozmieszczone co jakiś czas na całej linii/obwodzie akceleratora.

Akceleratory nie są urządzeniami uniwersalnymi, np. akcelerator przyspieszający cząstki lekkie, nie będzie mógł zostać użyty do przyspieszania ciężkich jonów. Wynika to z różnicy mas cząstek i progu energii, przy której znaczną rolę zaczynają odgrywać efekty relatywistyczne.

Akceleratory mogą zostać wykorzystane do wytwarzania antymaterii.

Gdzie znaleźć[edytuj | edytuj kod]

Akcelerator kaskadowy.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]