1. 선형 가속기 (Linacs) :
* 기본 원리 : 양성자는 일련의 교대 전기장에 의해 직선으로 가속됩니다.
* 과정 :
* 이온 출처 : 양성자는 수소 원자에서 전자를 벗겨서 생성됩니다.
* 무선 주파수 (RF) 캐비티 : 이 캐비티는 진동 전기장이있는 중공 파이프와 같습니다. RF 필드의 주파수는 양성자 운동과 동기화됩니다.
* 가속도 : 양성자가 RF 공동을 통과함에 따라 전기 힘을 경험하여 앞으로 밀어 넣습니다. 이 힘은 양성자가 적시에 공동으로 들어가면 (전기장이 피크에있을 때) 가장 강합니다.
* 드리프트 튜브 : 가속을 유지하기 위해, 양성자는 RF 캐비티 사이의 "드리프트 튜브"를 통해 안내된다. 이 튜브는 여행하는 동안 전기장에서 양성자를 보호합니다.
* 에너지 증가 : RF 캐비티는 양성자가 에너지를 얻을 때 더 간격을두고 최적의 시간에 가속 전기장을 만날 수 있도록합니다.
2. 원형 가속기 (synchrotrons) :
* 기본 원리 : 양성자는 자기장 및 무선 주파수 공동에 의해 원형 경로에서 가속됩니다.
* 과정 :
* 이온 소스 및 주입 : Linac과 유사하게, 양성자는 생성되어 싱크로트론에 주입됩니다.
* 자기 굽힘 : 강력한 자석은 원형 경로에서 양성자를 안내하기 위해 고리에 배열됩니다.
* rf 캐비티 : RF 공동은 원형 경로를 따라 전략적으로 배치되어 통과 할 때마다 양성자를 가속화합니다.
* 동기 가속도 : RF 캐비티의 주파수는 양성자의 속도 및 자기장 강도와 동기화됩니다. 이것은 양성자가 통과 할 때마다 에너지를 향상시킬 수 있도록합니다.
* 에너지 증가 : 자기장 강도와 RF 캐비티의 주파수는 점차적으로 증가하여 양성자를 더 높은 에너지로 밀어냅니다.
주요 개념 :
* 전자기 힘 : 입자 가속기의 가속도는 전하 입자와 전자기장의 상호 작용에 의존합니다.
* 동기화 : 전기 및 자기장의 타이밍은 효율적인 가속에 중요합니다.
* 에너지 수준 : 양성자의 에너지는 전자 볼트 (EV) 단위로 측정된다. 현대의 가속기는 1 조의 전자 볼트 (TEV)의 에너지를 달성 할 수 있습니다.
예 :
* Linacs : 더 큰 가속기의 사전 셀러레이션 및 암 치료와 같은 의료 응용에 사용됩니다.
* synchrotrons : LHC (Large Hadron Collider)는 세계 최대의 가장 크고 강력한 싱크로트론으로 고 에너지에서 양성자를 충돌하는 데 사용됩니다.
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