لماذا لا يشتغل المسارع الخطي بالنيوترونات الإجابة

لماذا لا يشتغل المسرع الخطي مع النيوترونات ؟ ، حيث أن مسرع الجسيمات الخطي يستعمل في العديد من التطبيقات العملية والطبية ، مثل تكنولوجيا علاج السرطان وقتل الخلايا السرطانية ، وفي هذا المقال سنتحدث عن المسرع الخطي بالتفصيل ونوضح سبب منع شغل هذا المسرع مع النيوترونات .

ما هو معجل الجسيمات الخطي

مسرع الجسيمات الخطي (Linear Particle Accelerator) ، هو طراز من مسرع الجسيمات الذي يعجل الجسيمات من غير الذرية المشحونة أو الأيونات بصورة عاجل مرتفعة عن طريق تعريضها لسلسلة من الفولتية المتذبذبة على طول خط المسرع. تستعمل هذه المسرعات في العديد من المجالات والتطبيقات وخاصة التطبيقات. للأغراض الطبية ، تولد أشعة سينية مرتفعة الطاقة وإلكترونات للأغراض الطبية في العلاج الإشعاعي ، وتعمل أيضًا كحقن جسيم للمسرعات مرتفعة الطاقة ، وتستعمل أيضًا من أجل الحصول على أقصى طاقة حركية لجزيئات الضوء لأبحاث الفيزياء تتراوح الجسيمات وحجم مسرع الجسيمات الخطي من أنبوب أشعة الكاثود الصغير إلى المعجل الخطي. يسقط معمل التسريع الوطني SLAC بطول 3.2 كم في مينلو بارك ، كاليفورنيا.

في الواقع ، تختلف مسرعات الجسيمات الخطية عن مسرعات الجسيمات الدوارة المتزامنة في شكل مسلك ، نظرًا بسبب أن مسلك الجسيمات المشحونة في معجل خطي يكون في خط مستقيم ، لذلك لا تحتاج هذه المسرعات الخطية إلى مغناطيسات باهظة الثمن ، والتي تستعمل في الدوران مسرعات الجسيمات.[1]

أنظر أيضا: الجسيمات سالبة الشحنة في الذرة هي

لماذا لا يشتغل المسرع الخطي مع النيوترونات

في الواقع ، لا يشتغل معجل الجسيمات الخطي مع النيوترونات. بسبب أن النيوترونات لا تحمل شحنة كهربائية، نظرًا بسبب أن مسرّع الجسيمات الخطي يعجل الجسيمات المشحونة كهربائيًا فحسب باستخدام الاختلاف في المجهود الكهربائي ، مثل الإلكترونات التي تحمل شحنة كهربائية سالبة ، أو مثل البروتونات التي تحمل شحنة كهربائية موجبة ، أو حتى أيونات سالبة أو أيونات موجبة ، ومن عقب ذلك ينتج عن هذه الجسيمات شعاع من الجسيمات المشحونة كهربائيًا ، والتي يمكن استعمالها لجماعة متنوعة من أغراض البحث والتطبيق ، وتستعمل مسرعات الجسيمات المجالات الكهربائية لتسريع وزيادة طاقة ربطة من الجسيمات ، والتي يتم توجيهها وتركيزها عن طريق المجالات المغناطيسية ، بحيث ينتقل شعاع الجسيمات داخل الفراغ في أنبوب الحزمة المعدنية ، وهناك حاجة إلى الفراغ للحفاظ على بيئة خالية من الهواء والأتربة لشعاع الجسيمات يمكن أن ينتقل إلى الداخل من غير عوائق والمغناطيسات الكهربائية لدعوة الحزمة وتركيزها من الجسيمات أثناء انتقالها من خلال الأنبوب المفرغ.

في الواقع ، تتباعد المجالات الكهربائية حول أنبوب التسريع من الموجب إلى السالب عند تردد معين ، مما يؤول إلى ظهور موجات الراديو التي تسرع الجسيمات في مجموعات ، ويمكن توجيه هذه الجسيمات المتسارعة حوالي هدف ثابت ومحدد ، مثل يمكن أن تتصادم قطعة من الصفائح المعدنية ، أو حزمتان من حزم الجسيمات معًا ، وتقوم أجهزة التحري عن الجسيمات بتدوين وأبان الجسيمات والإشعاع الناتج عن اصطدام ربطة الجسيمات معًا ، من أجل الدراسة والبحث العلمي.[2]

أنظر أيضا: عندما يكون المعدن مشحونًا بشحنات كهربائية ، فإنه ينتشر من خلال سطحه لسبب ما

مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي

مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي هي كما يلي:[3]

مزايا مسرع الجسيمات الخطي

في حين يلي كل مزايا مسرع الجسيمات الخطي ، وهي كما يلي:

• يمكن أن ينتج المسرع الخطي طاقات جسيمات أقصى من مسرعات الجسيمات الكهروستاتيكية.
• مسرع الجسيمات الخطي صغير تناسبيًا مقارنة بأنواع أخرى من المسرعات ، والتي يمكن استعمالها في عدد من المجالات العملية والتطبيقية.
• يمكن تحسين مسرعات الجسيمات الخطية لصناعة إلكترونات بسرعات نسبية.
• في المسرع الخطي ، يتم تسريع الجسيمات عدة مرات عن طريق المجهود المطبق ، وعلى هذا فإن طاقة الجسيمات غير محدودة بجهد التسارع.

عيوب مسرعات الجسيمات الخطية

في حين يلي كل عيوب مسرع الجسيمات الخطي ، وهي كالتالي:

• يحد طول جهاز مسرع الجسيمات الخطي من كفاءته وتشغيله.
• هناك حاجة إلى عدد كبير من أجهزة التشغيل وإمدادات الطاقة المرتبطة بالصمام الخانق ، مما يرفع من مصاريف الإنشاء والصيانة.
• إذا كانت حيطان فتحات التسارع مصنوعة من مادة موصلة بحوالي طبيعي وكانت مجالات التسارع واسعة ، فإن مقاومة الجدار تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة بصورة عاجل واسعة.
• تحتاج الموصلات الفائقة إلى تبريد متواصل لإبقائها أقل من درجة حرارتها الحرجة.

أنظر أيضا: كان العالم أول من ذَكَرَ إن للجسيمات الفيزيائية خصائص موجية

في نهاية هذا المقال سنكون على علم لماذا لا يشتغل المسرع الخطي مع النيوتروناتلقد شرحنا أيضًا نظرة عامة مفصلة عن مسرع الجسيمات الخطي وذكرنا مبدأ تشغيل هذه المسرعات ، وأيضا ذكرنا مزايا وعيوب مسرع الجسيمات الخطي.

مراجع

1. ^

   britannica.com ، المعجل الخطي ، 8/4/2021

2. ^

   energy.gov ، آلية شغل مسرعات الجسيمات ، 4/8/2021

3. ^

   sciencedirect.com ، مسرع الجسيمات الخطي ، 8/4/2021