kiihdytysjännitteestä

Kiihdytysjännite on sähköinen potentiaaliero, jota käytetään hiukkaskiihdyttimissä antamaan kiihtyville hiukkasille liike-energiaa. Se luodaan yleensä korkeajännitelähteellä, joka voi olla joko staattinen tai dynaaminen. Staattisissa kiihdyttimissä, kuten Cockcroft-Walton -generaattorissa, jännite rakennetaan vaiheittain useiden kondensaattoreiden avulla. Dynaamisissa kiihdyttimissä, kuten syklotronissa tai synkrotronissa, radiotaajuus (RF) -onteloita käytetään jatkuvasti kiihdyttämään hiukkasia jokaisen ohituksen yhteydessä.

Perusperiaate on, että sähkökenttä, joka on määritelty kiihdytysjännitteellä, kohdistaa voiman varattuihin hiukkasiin. Kun hiukkaset kulkevat tämän sähkökentän läpi, ne kiihdyttyvät ja saavat lisää liike-energiaa. Energia, jonka hiukkaset saavat, on suoraan verrannollinen kiihdytysjännitteen suuruuteen. Käytännössä erittäin suuria jännitteitä ei aina tarvita, vaan energiaa voidaan lisätä useita kertoja pienemmillä jännitteillä kiihdyttimen useiden vaiheiden tai kierrosten avulla.

Kiihdytysjännitteen suuruus riippuu hiukkaskiihdyttimen tyypistä ja halutuista hiukkasten energioista. Tutkimuskäytössä olevat hiukkaskiihdyttimet voivat saavuttaa erittäin korkeita energioita, jotka vaativat miljoonia tai jopa miljardeja voltteja kiihdytysjännitettä. Näitä energioita tarvitaan esimerkiksi hiukkasfysiikan tutkimuksessa, materiaalitieteessä ja lääketieteellisessä kuvantamisessa. Erityyppisissä kiihdyttimissä kiihdytysjännitteen luomismenetelmät vaihtelevat merkittävästi.