線形加速器とは何ですか？

線形加速器は、電磁界を備えた線形経路に移動することにより、物質を高速に加速するデバイスです。この用語は、原子または亜原子粒子を加速する線形粒子加速器、またはLINACを参照するために最も一般的に使用されます。 「線形アクセラレータ」は、電磁気を使用してコイルガンやレールガンなどの大きなオブジェクトを推進するデバイスを指すこともできます。線形粒子加速器は、一般的に医学、産業、科学実験で使用され、より大きなオブジェクトの電磁加速器は、宇宙旅行や武器などの目的のために将来の用途を持っている可能性があります。これらは、イオンと呼​​ばれる荷電原子全体、または陽子や電子などの亜原子粒子である可能性があります。まず、加速される粒子は、カソードやイオン源などの電磁装置によって生成され、電極が裏打ちされたパイプ型の真空チャンバーに放出されます。電極次に、エネルギーを作成して、粒子にエネルギーを与え、デバイスのターゲットに向かってチューブに加速する振動磁場を作成します。チューブ内の電極の正確な配置、電極に送られるエネルギーの電力と周波数、および電極のサイズはすべて、加速される粒子とデバイスの目的によって異なります。

シンプルで非常に一般的な例は、テレビ、モニター、その他のディスプレイテクノロジーで一般的に使用されるカソード光線チューブです。カソード光線チューブは、通常、金属硫化物化合物であるリンと呼ばれる発光材料で作られたチューブの端で固体標的を打つまで、チューブの下に電子を推進します。これにより、人間の目が可視光として検出する波長の電磁エネルギーの放出として、電子のエネルギーの一部が放出されます。 X線マシン医学と生物学的研究で使用される同様の原理に従って、電子の流れを銅、モリブデン、またはタングステンに発射して、イメージングやより強力なデバイスで使用できるX線排出量を生成します。

線形粒子加速器も科学研究で使用されています。小さなデバイスは、生物学的および考古学的研究におけるイメージングに頻繁に使用されます。 研究に使用される線形加速器のサイズは大きく異なり、現代の物理学で研究されている現象の一部を生成するために必要な非常に高いエネルギーレベルのために、真に巨大な寸法に到達することができます。カリフォルニア州メンロパークにあるSLAC（スタンフォード線形アクセラレータセンター）国立アクセラレータ研究所にある地球上で最大の線形粒子加速器は2マイルです。

一部の産業プロセスでも使用されています。最新の電子機器で使用されるいくつかのシリコンチップは、サブの代わりに帯電した原子全体を推進する加速器を組み込んだプロセスで製造されています原子粒子、生産中に原子の非常に正確な配置を可能にします。加速器は、鋼などの材料の表面にイオンを移植し、材料の構造を変更して化学腐食に耐性を高めることもできます。

「線形アクセラレータ」という用語は、電磁気を使用してまっすぐな経路に沿って発射体を加速するために、同様の方法で大きなオブジェクトを推進するデバイスにも使用されることがあります。これらは、デバイスのバレルに包まれた金属コイル、コイルガン、マスドライバー、またはガウスガンと呼ばれるデザイン、または互いに平行に配置された金属レールのペアを通して電気を走らせることで機能します。鉄などの強磁性材料で作られたオブジェクトは、適切に時限電流によって生成される磁場を使用して、デバイスのバレルに加速することができます。コイルガンは、地球の表面から宇宙空間に貨物を発射する可能性のある方法として提案されています。SとRailgunsは、可能な武器として研究されています。