Линаками (от английского linac — linear accelerator) сокращённо называют линейные ускорители, в которых в отличие от циклотронов и синхротронов ускоряемые частицы летят по прямой линии.
Преимущество линаков — возможность ускорения практически непрерывного интенсивного потока частиц. Кроме того, с их помощью можно ускорять до очень высоких энергий электроны. В синхротронах максимальная энергия электронов ограничена в связи с тем, что при искривлении их траектории они начинают излучать яркий рентген и быстро теряют всю набранную энергию.
Именно на линейном ускорителе получены самые высокоэнергетичные электроны. На Стенфордском линейном ускорителе SLAC электрона разгонятся до 50 ГэВ (гигаэлектрон-вольт, 1 ГэВ = 1 миллиард электрон-вольт). На синхротронах получают в десятки раз меньше.
Линейные ускорители часто используются и в качестве вспомогательных. Например в Фермилаб небольшой линак ускоряет пучок протонов перед тем как они посылаются в трубу синхротрона.
Проблема линаков в том, что каждая ускорительная секция в них используется только один раз. Если в круговых ускорителях частица может пройти ускорительный зазор или радиочастотный резонатор множество раз (в синхротронах это число достигает сотен миллионов!), то здесь это невозможно.
По этой причине линаки, рассчитанные на большие энергии, имеют очень большую длины. Тот же SLAC, например, — это труба длиной 3 км.
Ускорение в линаках обычно происходит в радиочастотных резонаторах. Излучение в них синхронизируется с пролетающими пучками частиц так, чтобы частицы летели в пучностях электрического поля, тем самым непрерывно приобретая энергию.
Так же, как и циклотроны, линаки нередко используются в медицине для производства радиоактивных изотопов. Другое важное направление их использования — генерация пучков для лучевой терапии рака. Именно электронные линаки являются самым распространённым типом ускорителей для этих целей.
Читайте также
Открыто пятое фундаментальное взаимодействие?
На SLAC обнаружили отклонение от Стандартной модели
Идёт охота за «тёмными» фотонами
Подписывайтесь также на мой телеграм-канал.