partikkelakselator

Partikkelakselator er en maskin som bruker elektriske felt til å øke energien til ladede partikler, som elektroner eller protoner. Partiklene blir rettet og fokusert av magnetiske felt mens de beveger seg gjennom akseleratorstrukturen, og i mange design får de energitilskudd ved hvert passering gjennom radiobølgensaksler (RF-kavitasjoner). Målet er å oppnå svært høye partikkelhastigheter og energi for eksperimenter og anvendelser.

De viktigste typene er sirkulære akseleratorer, som cyklotroner og synkrotroner, og lineære akseleratorer (linakser). I sirkulære maskiner går partikkelstrålen i en ring og får energi ved hvert rundgang, mens i lineære maskiner beveger partikkelen seg i en rett linje mellom akseleratorsteg. Mange store anlegg kombinerer ulike seksjoner. Mange moderne maskiner bruker superledende magneter og kjøling til svært lave temperaturer for å oppnå sterke magnetfelt.

Viktige komponenter inkluderer en partikkelkilde, akselerasjonsstrukturer (RF-kavitasjoner), magnetrør for å styre og fokusere strålen, og et vakuumkammer for å redusere kollisjoner med gasser. Ved slutt eller i mellomanlegg finnes detektorer og eksperimentelle installasjoner for dataregistrering og målinger.

Anvendelser spenner fra grunnforskning i partikkelfysikk og kjernefysikk til medisinsk strålebehandling (f.eks. proton- eller karbonionterapi), produksjon av radioaktive isotoper til diagnostikk og terapi, samt materialforskning og synkrotronstråling i kjemi og fysikk.

Et av de mest kjente eksemplene er Large Hadron Collider ved CERN i Genève-området, som bruker et enormt sirkulært synkrotron for høyenergikollisjoner. Utfordringer inkluderer høye energikostnader, omfattende kjølebehov og sikkerhetsaspekter knyttet til stråling og vakuum.