什么是直线加速器？(a linear accelerator?)
直线加速器是一种通过用电磁场使物质沿直线路径移动而将其加速到高速度的装置。该术语最常被用来指线性粒子加速器，或称linac，它可以加速原子或亚原子粒子。"线性加速器 "也可以指利用电磁力推动较大物体的设备，如线圈枪和轨道枪。直线粒子加速器通常用于医学、工业和科学实验，而用于较大物体的电磁加速器将来可能会应用于太空旅行和武器等目的。
线性粒子加速器发射带磁的粒子。这些粒子可以是整个带电的原子，称为离子，或亚原子粒子，如质子和电子。首先，要加速的粒子由一个电磁装置（如阴极或离子源）产生，并释放到一个衬有电极的管状真空室。然后，电极通电，产生振荡磁场，将能量传给粒子，并将其沿着管道加速到设备的目标。管内电极的精确排列、送入电极的能量的功率和频率以及电极的大小都根据被加速的粒子和设备的目的而变化。
一个简单且非常常见的例子是阴极射线管，通常用于电视、显示器和其他显示技术。阴极射线管将电子沿着管子推进，直到它们击中管子末端的固体目标，该目标由称为荧光粉的发光材料制成，通常是金属硫化物。这导致电子的部分能量以人眼检测到的可见光的波长释放出电磁能。用于医学和生物研究的X射线机器也遵循类似的原理，将电子流射入铜、钼或钨，产生X射线发射，可用于成像，或者用更强大的设备进行放射治疗。
直线粒子加速器也被用于科学研究中。小型设备经常被用于生物和考古研究中的成像。用于研究的线性加速器在尺寸上差别很大，并且由于产生现代物理学中的一些现象所需的极高能量水平，可以达到真正巨大的尺寸。地球上最大的线性粒子加速器，位于加利福尼亚州门洛帕克的SLAC（斯坦福线性加速器中心）国家加速器实验室，有两英里长。
它们也被用于一些工业过程。现代电子产品中使用的一些硅芯片是在一个包含加速器的过程中制造的，加速器推动整个带电原子而不是亚原子粒子，在生产过程中允许非常精确地放置原子。加速器也可用于在钢铁等材料的表面植入离子，改变材料的结构，使其更能抵御裂痕的化学腐蚀。
术语 "直线加速器 "有时也用于以类似方式推动较大物体的装置，利用电磁力使弹丸沿直线路径加速。这些装置的工作原理是将电力通过缠绕在装置桶上的金属线圈，这种设计称为线圈枪、质量驱动器或高斯枪，或者通过一对相互平行的金属轨道，称为轨道枪。一个由铁磁性材料制成的物体，如铁，可以通过适当定时的电流产生的磁场，沿着设备的枪管加速。线圈枪已被提议作为从地球表面向外太空发射货物的一种可能方式，并且线圈枪和轨道枪都被作为可能的武器进行研究。
- 发表于 2022-02-10 17:34
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- 分类：科学
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