Lineárny urýchľovač
Lineárny urýchľovač bol vytvorený na základe myšlienky nórskeho inžiniera Rolfa Wideroeho, ktorý v roku 1927 zostrojil prvý lineárny urýchľovač založený na postupnom urýchľovaní nabitých častíc elektrickým poľom.
upravit Delení lineárnych urýchľovačov
- Elektrostatické – podľa zdroja napätia:
- Cockcroftov-Waltonov urýchľovač
- Van de Graafov urýchľovač
- Vysokofrekvenčné – podľa typu vlny:
- urýchľovač s postupnou (nosnou) vlnou
- urýchľovač so stojatou vlnou
upravit Elektrostatické lineárne urýchľovače
Skladajú sa zo zdroja vysokého napätia, z dutej vákuovej urýchľovacej trubice a z terčíka, na ktorý dopadajú urýchlené častice.
Zdroj iónov uvoľňuje častice do systému. Nabité častice prechádzajú radou cylindrických alebo valcovitých elektród s postupne rastúcou dĺžkou (aby sa vykompenzovala rastúca rýchlosť častíc). Medzi elektródami je postupne rastúce vysoké napätie U. Nabitá častica s nábojom q je opakovane urýchľovaná elektrickým poľom na energiu E.
n
Medzery medzi elektródami usmerňujú letiace častice do úzkeho zväzku, ktorý dopadá na terčík a ten sa stáva zdrojom žiarenia X.
upravit Cockcroftov-Waltonov urýchľovač
Dôležitou zložkou je násobič napätia, ktorý zvýši získanú energiu už na zhruba 4 MeV.
upravit Van de Graafov urýchľovač
Prenáša náboje izolačným pásom na vysokonapäťovú elektródu spojenú s urýchľovacou trubicou. Energia častíc sa zvýši na 10 MeV.
upravit Vysokofrekvenčné lineárne urýchľovače
Jedná sa o urýchľovanie častíc bez potreby vysokého napätia. Zdroj emituje častice do priestoru valcových elektód, ktoré sú pripojené na striedavé elektrické napätie. K jednému pólu vysokofrekvenčného zdroja sú pripojené párne valce a k druhému pólu nepárne valce.
Ak sa kladne nabitá častica dostane do priestoru prvej elektródy so záporným potenciálom, získa určitú energiu a rýchlosť. Frekvencia striedavého napätia musí zodpovedať polarite valca, ktorá keď sa zmení (kladný potenciál), posunie časticu do priestoru medzi valcami a následne druhá elektróda, so záporným potencálom, danú časticu urýchli (dodá jej energiu a rýchlosť).
Dĺžka elektód sa musí zvyšovať v závislosti od rýchlosti urýchľovanej častice. K samotnému urýchľovaniu častíc dochádza v priestore medzi valcovými elektródami. Častice sa vo vnútri valca pohybujú na základe zotrvačnosti. Takto urýchlené častice môžu získať energiu ~100 MeV. Urýchlené častice dopadajú na terčík, ktorým sa vytvára brzdné žiarenie s vysokou energiou fotónov (3−20 MeV).
upravit Lineárny urýchľovač s postupnou (nosnou) vlnou
Urýchľovaciu trubicu tvorí vlnovod, v ktorom sa nachádzajú kruhové clony v strede s otvorom. Elektróny sa uvoľnením zo zdroja stretnú s nosnou (elektromagnetickou) vlnou, ktorej fázová rýchlosť je menšia ako rýchlosť svetla, a dostanú sa tak trvale pod vplyv urýchľujúceho poľa.
upravit Lineárny urýchľovač so stojatou vlnou
Častica urýchlená vysokofrekvenčným lineárnym urýchľovačom sa na konci urýchľovacej dráhy odrazí späť, čím vznikne stojatá vlna s veľkým silovým poľom (urýchľuje elektróny do 10 MeV s frekvenciu 100–100 000 Hz).
upravit Odkazy
upravit Související články
upravit Literatura
- MAJER, Vladimír. Základy jaderné chemie. 1. vydání. Praha : SNTL/Alfa, 1981. 612 s.
- HRAZDIRA, Ivo a Vojtěch MORNSTEIN. Lékařská biofyzika a přístrojová technika. 1. vydání. Brno : Neptun, 2001. 396 s. ISBN 80-902896-1-4.
- RICHTROVÁ, Michaela. Urychlovače elementárních částic [online]. Brno : Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity, 2008, dostupné také z <http://is.muni.cz/th/173747/pedf_b/>. bakalářská práce
