hiukkaskiihdyttimien

Hiukkaskiihdyttimet ovat tieteellisiä välineitä, joilla varatut ja sähkövaratut hiukkaset kiihdytetään suuriin nopeuksiin sähköisten voimakenttien avulla ja ohjataan magneettikentillä. Hiukkaskiihdyttimissä käytetään usein tyhjöä vuotoa, jotta hiukkaset eivät törmää ilman hiukkasiin ja energiankulutus voidaan minimoida. Kiihdytys tapahtuu, kun hiukkasten potentiaalienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi.

Hiukkaskiihdyttimiä voidaan luokitella pääpiirteittäin niiden rakenteen mukaan. Linja-kiihdyttimissä hiukkaset kiihdytetään suoraa reittiä pitkin, kunnes ne saavuttavat halutun energian. Säteilevät ja kiertävät kiihdyttimet, kuten sykrotronit ja synkrotronit, käyttävät magneettisia voimia hiukkasten radan kaartamiseksi ja radiofrekvenssisiä (RF) kammioita energiansiirtöön. Joissakin laitteissa hiukkaset kiertävät useita kierroksia tallentavissa ympyrä- tai säilytystuissa ennen törmäyksiä tai vuorovaikutuksia. Yleisesti ottaen modernit kiihdyttimet yhdistävät sekä kiertävän että suoran kiihdytyksen ominaisuuksia, ja ne voivat tuottaa sekä protonte- että neutroni- sekä muita hiukkasvuorovaikutuksia tutkittavaksi.

Käyttökohteet kattavat perusfysikaalisen tutkimuksen, hiukkasfysiikan törmäystutkimukset sekä lääketieteelliset ja materiaalitutkimukselliset sovellukset. Esimerkiksi suuria tutkimuslaitoksia, kuten LHC CERNissä, käytetään alkeishiukkasten vuorovaikutusten tutkimiseen. Sairaaloissa käytetään pienempiä kiihdyttimiä radioisotooppien tuotantoon ja sädehoitoon sekä teollisuuden ja nano- ja materiaalitieteen sovelluksiin. Kiihdyttimien kehitys kohdistuu entistä suurempiin energioihin, tehokkaampiin magneetteihin ja parempaan säteilyn hallintaan sekä turvallisuuteen.

---