直线加速器是采用沿直线轨道分布的高频电场加速电子、质子和重离子的装置。通常用高功率的高频或微波功率源来激励加速腔,直线加速器的加速电场有行波和驻波两类。由于电子即使在低能时也接近光速,大部分电子直线加速器取行波加速方式。
直线加速器 (linear accelerator)Linac
为了获得1-20KeV甚至更高的加速梯度,通常用高功率的高频或微波功率源来激励加速腔.直线加速器的加速电场有行波和驻波两类.由于电子即使在低能时也接近光速,大部分电子直线加速器取行波加速方式,采用盘荷波导结构.在行波加速腔内装有环形金属盘片,用以减慢电磁波的相速.适当调整盘片的位置和圆孔的直径,即能使行波的相速度与粒子同步而持续加速.质子和重离子直线加速器则一般取驻波加速方式,采用带漂移管的谐振腔结构.适当选择漂移管的尺寸和位置,使轴向电场不满足加速要求时,粒子处在漂移管内受到屏蔽作用,而在通过漂移管间隙时得到加速.离子质量愈大,通常荷质比就愈小,相同能量下的速度也愈低,工作频率也就愈低,从而加速器的尺寸就愈大.直线加速器具有束流强度高、能量可逐节增加等优点,缺点是需要昂贵的高频、微波功率源.低能直线加速器在医疗和工业辐照中广泛应用,而中、高能直线加速器则在核物理和粒子物理研究中占有重要地位,并且是高能同步加速器和储存环、对撞机性能优良的注入器.
原理
加速器是由三根用绝缘材料制成的高柱和在它们中间的加速器管组成。加速器靠真空泵保持真空。外表流线型,不仅仅是为了美观,而且是为了防止从任何棱角或突出部分形成意外的放电。
在加速器管中有金属圈,它们同高压发生器相连的方式能使一系列金属圈的负压由底部向顶端逐渐升高。生产质子的离子源安装在加速器管的上端。带正电的质子由于受到带负电的金属圈的吸引而顺管射下——由于下面的金属圈的负电压不断增大,质子的速度也不断增大。在加速器管的地端的地板下面,有一间装有接收器的小室,质子能够在这里同物质碰撞,在此过程中,轰击能够引起原子核的蜕变。