什么是直线加速器(Linear Accelerator)?

直线加速器是一种通过在电磁场作用下使物质沿直线路径运动而将物质加速到高速度的装置。该术语最常用于指直线粒子加速器或直线加速器,它可以加速原子或亚原子粒子。"直线加速器"也可以指那些利用电磁来推动更大的物体...
直线加速器是一种通过在电磁场作用下使物质沿直线路径运动而将物质加速到高速度的装置。该术语最常用于指直线粒子加速器或直线加速器,它可以加速原子或亚原子粒子。"直线加速器"也可以指那些利用电磁来推动更大的物体,如螺旋枪和轨道炮。线性粒子加速器通常用于医学、工业和科学实验,用于较大物体的电磁加速器可能会在未来用于太空旅行和武器等目的直线加速器可用于放射治疗。线性粒子加速器发射带磁性的粒子。这些粒子可以完全带电原子,称为离子,或亚原子粒子,如质子和电子。首先,被加速的粒子由阴极或离子源等电磁装置产生,释放到一个有电极的管状真空室中,然后电极被激发,产生振荡磁场,将能量传递给粒子,并使其沿着管道加速,到达装置的目标电极在管内的精确排列、发送到电极中的能量的功率和频率以及电极的尺寸都会根据被加速的粒子和设备的用途而变化阴极射线管用于早期的电视机和计算机显示器,是直线加速器最简单的例子之一。阴极射线管就是一个简单而常见的例子,通常用于电视、监视器和其他显示技术中。阴极射线管推动电子沿管向下移动,直到它们击中由发光材料(称为磷光体)制成的固体目标,通常是金属硫化物化合物。这会导致电子的一部分能量以电磁能量的形式释放出来,而电磁能量的波长是人眼可以探测到的可见光。医学和生物研究中使用的X射线机遵循类似的原理,将电子流发射到铜中,钼或钨产生的x射线发射可用于成像,或使用更强大的设备,放射治疗。线性粒子加速器也用于科学研究。生物和考古研究中常用小型设备成像。用于研究的线性加速器尺寸变化很大,可以达到由于产生现代物理学中研究的某些现象所需的极高能量水平,真正巨大的尺寸。地球上最大的线性粒子加速器位于加州门罗公园的SLAC(斯坦福直线加速器中心)国家加速器实验室,长两英里它们也被用于一些工业过程中。现代电子工业中使用的一些硅片是在一个过程中制造的,这种过程中加入了加速器,可以推动整个带电原子而不是亚原子粒子,允许在生产过程中精确地放置原子。加速器也可用于在材料表面植入离子,如钢,改变材料的结构,使其更能抵抗裂纹和化学腐蚀。术语"直线加速器"有时也用于以类似方式推动较大物体的装置,利用电磁加速一种沿直线行进的弹丸。它的工作原理是使电流通过缠绕在装置筒体上的金属线圈(一种称为线圈枪、质量驱动器或高斯枪)或通过一对平行放置的金属轨道(称为轨道炮)来工作。由铁磁性材料(如铁)制成的物体可以在适当定时电流产生的磁场作用下加速装置筒体,盘根被认为是将货物从地球表面发射到外层空间的一种可能的方式,目前正在研究将盘根和轨道炮作为可能的武器。
  • 发表于 2020-08-26 04:39
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  • 分类:科学教育

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