什么是直線加速器(Linear Accelerator)？

直線加速器是一種通過在電磁場作用下使物質沿直線路徑運動而將物質加速到高速度的裝置。該術語最常用于指直線粒子加速器或直線加速器，它可以加速原子或亞原子粒子。"直線加速器"也可以指那些利用電磁來推動更大的物體...

直線加速器是一種通過在電磁場作用下使物質沿直線路徑運動而將物質加速到高速度的裝置。該術語最常用于指直線粒子加速器或直線加速器，它可以加速原子或亞原子粒子。"直線加速器"也可以指那些利用電磁來推動更大的物體，如螺旋槍和軌道炮。線性粒子加速器通常用于醫學、工業和科學實驗，用于較大物體的電磁加速器可能會在未來用于太空旅行和武器等目的

直線加速器可用于放射治療。線性粒子加速器發射帶磁性的粒子。這些粒子可以完全帶電原子，稱為離子，或亞原子粒子，如質子和電子。首先，被加速的粒子由陰極或離子源等電磁裝置產生，釋放到一個有電極的管狀真空室中，然后電極被激發，產生振蕩磁場，將能量傳遞給粒子，并使其沿著管道加速，到達裝置的目標電極在管內的精確排列、發送到電極中的能量的功率和頻率以及電極的尺寸都會根據被加速的粒子和設備的用途而變化陰極射線管用于早期的電視機和計算機顯示器，是直線加速器最簡單的例子之一。陰極射線管就是一個簡單而常見的例子，通常用于電視、監視器和其他顯示技術中。陰極射線管推動電子沿管向下移動，直到它們擊中由發光材料（稱為磷光體）制成的固體目標，通常是金屬硫化物化合物。這會導致電子的一部分能量以電磁能量的形式釋放出來，而電磁能量的波長是人眼可以探測到的可見光。醫學和生物研究中使用的X射線機遵循類似的原理，將電子流發射到銅中，鉬或鎢產生的x射線發射可用于成像，或使用更強大的設備，放射治療。線性粒子加速器也用于科學研究。生物和考古研究中常用小型設備成像。用于研究的線性加速器尺寸變化很大，可以達到由于產生現代物理學中研究的某些現象所需的極高能量水平，真正巨大的尺寸。地球上最大的線性粒子加速器位于加州門羅公園的SLAC（斯坦福直線加速器中心）國家加速器實驗室，長兩英里它們也被用于一些工業過程中。現代電子工業中使用的一些硅片是在一個過程中制造的，這種過程中加入了加速器，可以推動整個帶電原子而不是亞原子粒子，允許在生產過程中精確地放置原子。加速器也可用于在材料表面植入離子，如鋼，改變材料的結構，使其更能抵抗裂紋和化學腐蝕。術語"直線加速器"有時也用于以類似方式推動較大物體的裝置，利用電磁加速一種沿直線行進的彈丸。它的工作原理是使電流通過纏繞在裝置筒體上的金屬線圈（一種稱為線圈槍、質量驅動器或高斯槍）或通過一對平行放置的金屬軌道（稱為軌道炮）來工作。由鐵磁性材料（如鐵）制成的物體可以在適當定時電流產生的磁場作用下加速裝置筒體，盤根被認為是將貨物從地球表面發射到外層空間的一種可能的方式，目前正在研究將盤根和軌道炮作為可能的武器。

發表于 2020-08-26 04:39
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分類：科學教育

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