Partikkelakselerator

Ein partikkelakselerator er eit apparat som nyttar elektrisk kraft for å drive fram elektrisk ladde partiklar til stor snøggleik. Ein slik akselerator består av to hovuddelar, ionekjelda og akselerasjonsdelen. I ionelkjelda vert elektrisk ladde partiklar frigjorte. Slike partiklar kan vere elektron, proton, deuteron, alfapartiklar eller ion av tyngre atom. Desse partiklane vert påverka av elektriske krefter i akselerasjonsdelen slik at snøggleiken og dermed rørsleenergien stadig aukar. Den energien partiklane til slutt oppnår vert òg nytta som mål på storleiken til akseleratoren. Energien vert gjeven i elektronvolt (eV), oftast i samband med prefiksa M, mega (1 million), G eller giga (1 milliard) og T eller tera (1 billion). Eit vanleg biletrøyr er ein enkel form for ein slik akselerator, sjølv om akseleratorane er utvikla for forsking innan kjernefysikk og elementærpartikkelfysikk. Andre bruksområde er innan strålebehandling og pasientundersøkingar i medisin, i industrien og for teknisk, kjemisk og biologisk forsking.

Ein enkelttrinns 2 MeV linear Van de Graaff-akselerator frå 1960, her opna for vedlikehald

Det finst to grunnleggande typar: lineærakselerator, der banen er rettlinja og sirkulærakselerator, der banen er sirkulær eller spiralforma. Dei vert òg inndelte etter akselerasjonsmåten, og då i hovudtypane elektrostatiske og elektrodynamiske akseleratorar. I Cockcroft-Walton-generatoren nyttar ein høgspenning ved hjelp av transformator og likerettarar. Denne vart oppfunnen i 1930 og var den første som vart nytta til kjernefysiske undersøkingar. Han vert fralmeis nytta når det gjeld å skaffe ein sterk straum av partiklar med moderat energi, mindre enn 1 MeV. Ein type elektrostatisk akselerator er Van de Graaff-akselerator, som vanlegvis vert nytta når ein vil ha partiklar opp til 40 MeV.

Av elektrodynamiske akseleratorar finn ein betatronen, som byggjer på induksjonsprinsippet, medan dei fleste andre akseleratorane byggjer på berebølgjeprinsippet (syklotronprinsippet) der partiklane vert akselerert i eit høgfrekvent elektromagnetisk felt. Akseleratorar av denne typen er syklotronen, synkrotronen og lineæreakselatoren.

Dei største protonakseleratorane i verda er Tevatronen ved Fermi-laboratoriet i Illinois i USA, konstruert for å gje protonenergiar opp til 1 TeV ved hjelp av ein partikkelbane på 6 km. LHC-akseleratoren (Large Hadron Collider) ved CERN er i Sveits og Frankrike gjev protonenergiar på 8 TeV og er den største i verda. Denne maskinen gir protonenergiar på 8 TeV som ein får ved hjelp av ein partikkelbane på 27 km.

Kjelder

• akselerator. (2012-02-17) I Store norske leksikon. Henta frå http://snl.no/akselerator/fysikk