partikelaccelerator

Een partikelaccelerator is een apparaat dat geladen deeltjes, zoals elektronen of protonen, versnelt tot hoge snelheden met behulp van elektrische velden, terwijl magnetische velden de deeltjesstroom sturen en focussen. Door de toegenomen energie kunnen botsingen of interacties met doelwitten plaatsvinden die wetenschappelijke inzichten opleveren, of kunnen deeltjes voor medische en industriële toepassingen worden gebruikt. Accelerators variëren van compacte laboratoriumapparaten tot grote faciliteiten die kilometerlange ringen vormen.

De belangrijkste typen zijn lineaire accelerators (linacs) en circulaire accelerators. Lineaire versnellers zetten deeltjes in een rechte buis stapsgewijs sneller door opeenvolgende radiofrequentievelden. Ze zijn relatief compact en worden veelvuldig ingezet voor medische bestraling en voor voorbereidend onderzoek. Circulaire versnellers sturen deeltjes langs een gesloten baan met magnetische velden. Cyclotrons gebruiken een vaste magnetische veld en een steeds hoger energielijnpad, terwijl synchrotrons het magnetische veld steeds aanpassen om het orbitale radius constant te houden naarmate de deeltjes sneller worden. Synchrotrons kunnen extreem hoge energieën bereiken en worden wereldwijd gebruikt voor fundamenteel onderzoek; het bekendste voorbeeld is de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN.

Belangrijke componenten zijn onder meer vacuümomgevingen om botsingen met lucht te voorkomen, radiofrequente (RF) caviteiten die deeltjes versnellen, en een magnetisch systeem met dipolen en quadrupolen om de baan te sturen en te focussen. De geproduceerde straling en de stralingsbelasting vereisen doordachte shielding en veiligheidsprotocollen.

Toepassingen omvatten fundamenteel natuurkundig onderzoek, medisch gebruik zoals proton- en ionentherapie, en industriële toepassingen zoals beeldvorming en isotopenproductie.

---