Lineáris gyorsító

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

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

Lineáris gyorsítók fejlődése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A lineáris gyorsító elvi felépítése (Ising és Wideröe nyomán)

A részecskéket korábban egyenáramú gyorsítókkal gyorsították, hamarosan kiderült azonban, hogy így 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-ban. 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 növelni tudja. Amíg a részecske 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]

Lineáris gyorsítók felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • 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

Lineáris gyorsítók nagyenergiájú kísérletekben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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 gyorsítani.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Angeli István: Részecske-gyorsítók (kézirat), Debrecen, 1982 (Magfizikai mérőmódszerek III.)
  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Linearbeschleuniger című német Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.