جدول ال فكرة
لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات ، وبما أن مسرع الجسيمات الخطي يستخدم في العديد من التطبيقات العملية والطبية ، مثل تقنية علاج السرطان وقتل الخلايا السرطانية ، سنتحدث عن المسرع الخطي بالتفصيل في هذه المقالة. وسنشرح سبب عدم عمل هذا المسرع مع النيوترونات.
المحتويات
ما هو مسرع الجسيمات الخطي؟
مسرع الجسيمات الخطي هو نوع من مسرع الجسيمات الذي يسرع الجسيمات دون الذرية المشحونة أو الأيونات إلى سرعة عالية عن طريق تعريضها لسلسلة من الجهد الكهربائي المتذبذب على طول خط المسرع. تستخدم هذه المسرعات في العديد من المجالات والتطبيقات ، لا سيما في المجالات الطب ، يولد الأشعة السينية والإلكترونات عالية الطاقة للاستخدام الطبي في العلاج الإشعاعي ، كما أنه يعمل كحاقن للجسيمات للمسرعات عالية الطاقة ويستخدم أيضًا لتحقيق أعلى طاقة حركية لجزيئات الضوء لأبحاث فيزياء الجسيمات ، ويتراوح حجم مسرع الجسيمات الخطي من أنبوب شعاع كاثود صغير إلى معجل خطي. يبلغ طوله 3.2 كيلومترًا ويقع في مختبر التسريع الوطني SLAC في مينلو بارك ، كاليفورنيا.
في الواقع ، يختلف مسرع الجسيمات الخطي عن مسرع الجسيمات الدوارة المتزامن في شكل المسار ، نظرًا لأن مسار الجسيمات المشحونة في المسرع الخطي يكون في شكل خط مستقيم ، لذا فإن هذه المسرعات الخطية لا تحتاج إلى تكلفة باهظة. المغناطيس المستخدم في تدوير مسرعات الجسيمات.[1]
انظر أيضًا: توجد الجسيمات سالبة الشحنة في الذرة
لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات؟
في الواقع ، لا يعمل المسرع الخطي للجسيمات مع النيوترونات لأن النيوترونات لا تحمل شحنة كهربائية ، لأن المسرع الخطي للجسيمات يسرع الجسيمات المشحونة كهربائيًا باستخدام فرق الجهد الكهربائي فقط ، مثل الإلكترونات التي تحمل شحنة كهربائية سالبة أو البروتونات المماثلة التي تحمل شحنة كهربائية موجبة تحمل شحنة ، أو حتى مثل الأيونات السالبة أو الأيونات الموجبة ، لذا فإن تسريع هذه الجسيمات ينتج عنه حزم من الجسيمات المشحونة كهربائيًا والتي يمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من أغراض البحث والتطبيق. تستخدم مسرعات الجسيمات المجالات الكهربائية لتسريع و زيادة طاقة حزمة من الجسيمات ، والتي يتم توجيهها وتركيزها بواسطة المجالات المغناطيسية ، لذلك ينتقل شعاع الجسيمات في فراغ داخل أنبوب الحزمة المعدنية ، والفراغ ضروري للحفاظ على بيئة خالية من الغبار من أجل شعاع الجسيمات تحرك بشكل هائل يمكن أن تتحرك داخلها ، والمغناطيسات الكهربائية توجه حزمة الجسيمات وتركيزها أثناء انتقالها عبر الأنبوب المفرغ.
في الواقع ، تتباعد المجالات الكهربائية حول أنبوب التسريع من الموجب إلى السالب عند تردد معين ، مما يؤدي إلى تسريع موجات الراديو للجسيمات في مجموعات. ويمكن توجيه هذه الجسيمات المتسارعة إلى هدف ثابت ومحدد ، مثل قطعة رقيقة من الرقاقة ، أو يمكن أن تصطدم حزمتان من الجسيمات معًا ، لذلك تسجل أجهزة الكشف عن الجسيمات وتكتشف الجسيمات والإشعاع الناتج عن التصادم بين حزمة الجسيمات للدراسة والبحث العلمي.[2]
انظر أيضًا: عندما يتم شحن المعدن بشحنات كهربائية ، تنتشر هذه الشحنات على سطحه بسبب
مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي ، وهي كما يلي:[3]
مزايا مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي جميع مزايا مسرع الجسيمات الخطي وهي كما يلي:
- يمكن أن ينتج المسرع الخطي طاقات جسيمات أعلى من مسرعات الجسيمات الكهروستاتيكية.
- يعد مسرع الجسيمات الخطي صغيرًا نسبيًا مقارنة بأنواع المسرعات الأخرى ، مما يسمح باستخدامه في بعض المجالات التطبيقية والعملية.
- يمكن تصميم مسرع الجسيمات الخطي لإنتاج إلكترونات ذات سرعات نسبية.
- في المسرع الخطي ، يعمل الجهد المطبق على تسريع الجسيمات عدة مرات ، بحيث لا يتم تقييد طاقة الجسيمات بجهد التسارع.
عيوب مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي جميع عيوب LINC كما يلي:
- يحد طول جهاز مسرع الجسيمات الخطي من كفاءته وتشغيله.
- مطلوب عدد كبير من أجهزة التشغيل وإمدادات الطاقة فيما يتعلق بالمُسرع ، مما يزيد من تكاليف البناء والصيانة.
- إذا كانت جدران التجاويف المتسارعة مصنوعة من مادة موصلة بشكل طبيعي وكانت المجالات المتسارعة كبيرة ، فإن مقاومة الجدار تحول الطاقة الكهربائية إلى حرارة بسرعة كبيرة.
- تحتاج الموصلات الفائقة إلى تبريد مستمر لإبقائها أقل من درجة حرارتها الحرجة.
انظر أيضًا: أول من يقول أن جسيمات المادة لها خصائص موجية هو العالم
في نهاية هذا المقال عرفنا سبب عدم عمل المسرع الخطي مع النيوترونات ، موضحين نظرة عامة مفصلة عن مسرّع الجسيمات الخطي ، وقد ذكرنا مبدأ عمل هذه المسرعات ، بالإضافة إلى مزاياها وعيوبها معجل الجسيمات الخطي.