لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات؟ ؟ ، حيث أن مسرع الجسيمات الخطي يستخدم في العديد من التطبيقات العملية والطبية ، مثل تقنية علاج السرطان وقتل الخلايا السرطانية ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن المسرع الخطي ، وسنشرح سبب عمل هذا المسرع لا تعمل مع النيوترونات.
ما هو مسرع الجسيمات الخطي؟
مسرع الجسيمات الخطي هو نوع من مسرع الجسيمات الذي يسرع الجسيمات دون الذرية المشحونة أو الأيونات إلى سرعة عالية من خلال تعريضها لسلسلة من الجهد الكهربائي المتقلب على طول خط المسرع. تستخدم هذه المسرعات في العديد من المجالات والتطبيقات وخاصة التطبيقات الطبية ، فهي تولد الأشعة السينية والإلكترونات عالية الطاقة للأغراض الطبية في العلاج الإشعاعي ، كما أنها تعمل كحقن جسيمات للمسرعات عالية الطاقة ، كما أنها تستخدم لتحقيق أعلى طاقة حركية لجزيئات الضوء لأبحاث فيزياء الجسيمات ، ويتراوح حجم مسرع الجسيمات الخطي من أنبوب شعاع كاثود صغير إلى معجل خطي يبلغ طوله 3.2 كيلومترًا ويقع في مختبر المسرع الوطني SLAC في مينلو بارك ، كاليفورنيا.
في الواقع ، يختلف مسرع الجسيمات الخطي عن مسرع الجسيمات الدوارة المتزامن في شكل المسار ، حيث يكون مسار الجسيمات المشحونة في المسرع الخطي على شكل خط مستقيم ، بحيث لا تحتاج هذه المسرعات الخطية إلى تكلفة باهظة. المغناطيس ، والتي تستخدم في مسرعات الجسيمات الدورانية.
أنظر أيضا: الجسيمات سالبة الشحنة في الذرة هي
لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات؟
في الواقع ، لا يعمل LINC مع النيوترونات ، لأن النيوترونات لا تحمل شحنة كهربائيةحيث يقوم مسرّع الجسيمات الخطي بتسريع الجسيمات المشحونة كهربائيًا فقط باستخدام فرق الجهد الكهربائي ، مثل الإلكترونات التي تحمل شحنة كهربائية سالبة ، أو مثل البروتونات التي تحمل شحنة كهربائية موجبة ، أو حتى مثل الأيونات السالبة أو الأيونات الموجبة ، بحيث ينتج عن تسارع هذه الجسيمات حزم من الجسيمات المشحونة كهربائيًا ، والتي يمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من الأغراض البحثية والتطبيقية. تستخدم مسرعات الجسيمات المجالات الكهربائية لتسريع وزيادة طاقة حزمة من الجسيمات ، والتي يتم توجيهها وتركيزها بواسطة المجالات المغناطيسية. ينتقل شعاع الجسيمات داخل فراغ في أنبوب الحزمة المعدنية. يعد الفراغ ضروريًا للحفاظ على بيئة خالية من الهواء والغبار لحركة شعاع الجسيمات دون عوائق ، والمغناطيسات الكهربائية توجه حزمة الجسيمات وتركيزها أثناء انتقالها عبر الأنبوب المفرغ.
في الواقع ، تتباعد المجالات الكهربائية حول أنبوب التسريع من الموجب إلى السالب عند تردد معين ، مما يؤدي إلى موجات الراديو التي تسرع الجسيمات في مجموعات. يمكن توجيه هذه الجسيمات المتسارعة إلى هدف ثابت ومحدد ، مثل قطعة رقيقة من الرقائق ، أو يمكن أن تصطدم حزمتان من الجسيمات. معًا ، بحيث تسجل أجهزة الكشف عن الجسيمات وتكتشف الجسيمات والإشعاع الناتج عن تصادم حزمة من الجسيمات معًا ، من أجل الدراسة والبحث العلمي.
أنظر أيضا: عندما يتم شحن المعدن بشحنات كهربائية ، يتم توزيعها على سطحه بسبب
مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي شرح لمزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي ، وهي كما يلي:
مزايا مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي جميع مزايا مسرع الجسيمات الخطي ، وهي كالتالي:
- يمكن أن ينتج المسرع الخطي طاقات جسيمات أعلى من مسرعات الجسيمات الكهروستاتيكية.
- يعد مسرع الجسيمات الخطي صغيرًا نسبيًا مقارنة بأنواع المسرعات الأخرى ، مما يتيح استخدامه في بعض المجالات التطبيقية والعملية.
- يمكن تطوير مسرع الجسيمات الخطي لإنتاج إلكترونات بسرعات نسبية.
- في المسرع الخطي ، يتم تسريع الجسيمات عدة مرات بواسطة الجهد المطبق ، وبالتالي فإن طاقة الجسيمات لا تقتصر على الجهد المتسارع.
عيوب مسرع الجسيمات الخطي
فيما يلي جميع عيوب مسرع الجسيمات الخطي ، وهي كالتالي:
- يحد طول جهاز مسرع الجسيمات الخطي من كفاءته ووظائفه.
- يلزم وجود عدد كبير من أجهزة التشغيل وإمدادات الطاقة المرتبطة بالمُسرع ، مما يزيد من تكاليف الإنشاء والصيانة.
- إذا كانت جدران التجاويف المتسارعة مصنوعة من مادة موصلة بشكل طبيعي ، وكانت المجالات المتسارعة كبيرة ، فإن مقاومة الجدار تحول الطاقة الكهربائية إلى حرارة بسرعة كبيرة.
- تحتاج الموصلات الفائقة إلى تبريد مستمر لإبقائها أقل من درجة حرارتها الحرجة.
أنظر أيضا: أول من يقول أن جسيمات المواد لها خصائص موجية هو العالم
في ختام هذا المقال عرفنا لماذا لا يعمل المسرع الخطي مع النيوترونات؟كما شرحنا نظرة عامة مفصلة عن مسرع الجسيمات الخطي ، وذكرنا مبدأ عمل هذه المسرعات ، بالإضافة إلى ذكر مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي.