Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!

Dodaj nas do zakładek

Galaktyki, Gwiazdy ,Planety

  

Akceleratory cząstek

Czym są, co sie w nich dzieje? 

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

Akceleratory można klasyfikować ze względu na różne cechy:
rodzaj przyspieszanych cząstek, np. akceleratory protonów, elektronów, jonów ciężkich
kształt toru przyspieszanych cząstek: liniowe, kołowe (cykliczne)1MV akcelerator Cockcrofta - Waltona z 1937 r. stojący w National Science Museum w Londynie.
metodę przyspieszania, np. napięcie stałe, wysokiej częstotliwości, indukowane, wielostopniowe
maksymalną energię przyspieszenia (keV, MeV, GeV)
gradient pola przyspieszającego (stałe, zmienne)


Widok z lotu ptaka na kołowy akcelerator w Fermilab.
Główny podział akceleratorów uwzględnia kształt toru i metodę przyspieszania:
liniowe - cząstki przyspieszane są na odcinku prostym:
o stałym napięciu przyspieszającym (kaskadowy, van der Graaffa, tandem, Cockcrofta-Waltona)
o napięciu przyspieszającym wysokiej częstotliwości (liniowy z falą bieżącą, liniowy z falą stojącą).
cykliczne (kołowe)
synchroniczne (cyklotron, synchrocyklotron, synchrotron protonowy, synchrotron elektronowy, mikrotron)
asynchroniczne (betatron, akcelerator plazmowy, akcelerator wiązek przeciwbieżnych)

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.