لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات، حيث يتم استخدام المسرع الخطي للجسيمات في العديد من التطبيقات العملية والطبية، مثل تقنية علاج السرطان وقتل الخلايا السرطانية، وفي هذه المقالة سنتحدث عن المسرع الخطي بالتفصيل، وسنتحدث عن ذلك. اشرح سبب عدم عمل هذا المسرع مع النيوترونات.
محتويات
ما هو مسرع الجسيمات الخطي
مسرع الجسيمات الخطي هو نوع من مسرع الجسيمات الذي يسرع الجسيمات دون الذرية المشحونة أو الأيونات إلى سرعة عالية من خلال تعريضها لسلسلة من الجهد الكهربائي المتذبذب على طول خط المسرع. تستخدم هذه المسرعات في العديد من المجالات والتطبيقات خاصة التطبيقات الطبية، فهي تولد أشعة سينية عالية الطاقة وإلكترونات للأغراض الطبية في العلاج الإشعاعي، كما أنها تعمل كحاقن جسيمات للمسرعات عالية الطاقة، كما تستخدم لتحقيق الحركة الحركية الطاقة.بحوث فيزياء الجسيمات، ويتراوح حجم المسرع الخطي للجسيمات من أنبوب شعاع كاثود صغير إلى معجل خطي. يبلغ طوله 3.2 كيلومتر ويقع في مختبر المسرع الوطني SLAC في مينلو بارك، كاليفورنيا.
في الواقع، يختلف مسرع الجسيمات الخطي عن مسرع الجسيمات المتزامن الدوار في شكل المسار، نظرًا لأن مسار الجسيمات المشحونة في المسرع الخطي يكون على شكل خط مستقيم، لذلك لا تحتاج هذه المسرعات الخطية إلى تكلفة المغناطيس، والتي تستخدم في مسرعات الجسيمات الدورانية.
لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات
في الواقع، لا يعمل معجل الجسيمات الخطي مع النيوترونات، لأن النيوترونات لا تحمل شحنة كهربائية، لأن معجل الجسيمات الخطي يسرع الجسيمات المشحونة كهربائيًا باستخدام الاختلاف في الجهد الكهربائي فقط، مثل الإلكترونات التي تحمل شحنة كهربائية سالبة، أو مماثل. البروتونات التي تحمل شحنة كهربائية موجبة، أو حتى، مثل الأيونات السالبة أو الأيونات الموجبة، مثل تسريع هذه الجسيمات ينتج عنه حزم جسيمات مشحونة كهربائيًا، والتي يمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من أغراض البحث والتطبيق. لتسريع وزيادة طاقة حزمة الجسيمات، والتي يتم توجيهها وتركيزها بواسطة المجالات المغناطيسية. لذا فإن حزمة الجسيمات تنتقل داخل فراغ في أنبوب الحزمة المعدنية، والفراغ ضروري للحفاظ على بيئة خالية من الهواء والغبار. أن حزمة الجسيمات تنتقل عبرها دون عوائق، وأن المغناطيسات الكهربائية توجه حزمة الجسيمات وتركز عليها أثناء انتقالها عبر الأنبوب المفرغ.
في الواقع، تتباعد المجالات الكهربائية حول أنبوب التسريع من الموجب إلى السالب عند تردد معين، مما يؤدي إلى موجات الراديو التي تسرع الجسيمات في مجموعات. يمكن توجيه هذه الجسيمات المتسارعة إلى هدف ثابت ومحدد، مثل قطعة رقيقة من الصفيحة، أو يمكن أن تصطدم حزمتان من الجسيمات معًا، لذلك تسجل أجهزة الكشف عن الجسيمات وتكتشف الجسيمات والإشعاع الناتج عن الاصطدام بين حزمة الجسيمات معًا، من أجل الدراسة والبحث العلمي.
مزايا وعيوب معجل الجسيمات الخطي
مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي موضحة أدناه، وهي كالتالي
مزايا معجل الجسيمات الخطي
فيما يلي جميع مزايا مسرع الجسيمات الخطي، وهي كالتالي
- يمكن أن ينتج المسرع الخطي طاقات جسيمات أعلى من مسرعات الجسيمات الكهروستاتيكية.
- يعد مسرع الجسيمات الخطي صغيرًا نسبيًا مقارنةً بأنواع المسرعات الأخرى، مما يسمح باستخدامه في بعض المجالات العملية والتطبيقية.
- يمكن تطوير مسرع الجسيمات الخطي لإنتاج إلكترونات بسرعات نسبية.
- في المسرع الخطي، يتم تسريع الجسيمات عدة مرات بواسطة الجهد المطبق، وبالتالي فإن طاقة الجسيمات لا تقتصر على الجهد المتسارع.
عيوب مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي جميع عيوب LINC، وهي كما يلي
- يحد طول جهاز مسرع الجسيمات الخطي من كفاءته ووظائفه.
- هناك حاجة إلى عدد كبير من أجهزة التشغيل وإمدادات الطاقة المرتبطة بالمُسرع، مما يزيد من تكاليف البناء والصيانة.
- إذا كانت جدران تجاويف التسارع مصنوعة من مادة موصلة بشكل طبيعي وكانت مجالات التسارع كبيرة، فإن مقاومة الجدار تحول الطاقة الكهربائية إلى تسخين بسرعة كبيرة.
- تحتاج الموصلات الفائقة إلى تبريد مستمر لإبقائها أقل من درجة حرارتها الحرجة.
في نهاية هذا المقال، عرفنا سبب عدم عمل المسرع الخطي مع النيوترونات، حيث أوضحنا وصفًا تفصيليًا للمسرع الخطي للجسيمات، وذكرنا مبدأ عمل هذه المسرعات، وكذلك ذكرنا المزايا. وعيوب مسرع الجسيمات الخطي.