直线加速器是什么 直线加速器的工作原理

导语：直线加速器是什么？直线加速器是一种广泛应用于粒子物理研究、核医学以及工业辐射加工等领域的重要设备，它利用电磁场的作用原理，对带电粒子进行加速，使粒子获得高能量，从而满足实验或应用需求，那么大家知道直线加速器的工作原理吗？下面就一起去看看吧！

直线加速器是什么

直线加速器

直线加速器是最早发明的一种谐振式加速器。1925年G.伊辛已经提出了这种加速方法的建议。1928年R.维德罗建成了第一台加速离子的直线加速器。二战结束以后，微波技术的发展给直线加速器注入了新的生命，新型的直线加速器才迅速地发展起来，并已经成为现在重要的加速器类型之一。这类加速器的主要部分是排列在圆柱形金属真空管中的一串金属管加速电极。加速电极交替地接到高频交变电源的一极或另一极。带电粒子在通过2个加速电极间的缝隙时相继受到加速。

由于粒子的速度逐级增加，金属管电极的长度也逐级相应增加，以保证粒子每次通过缝隙时刚好受到加速，也就是说，带电粒子可以被这种谐振加速的方式加速到很高的动能。为了使粒子在不太长的距离内加速到最大能量，也就是说不至于使直线加速器的尺寸过长，高频电场的振幅通常应为1～10MV/m。为此需要使用功率水平很高的高频、微波电源来激励加速腔。由于离子和电子的速度相差悬殊，直线加速器又可分为离子驻波直线加速器和电子行波直线加速器两大基本类型。直线加速器有哪些主要优点呢，概括起来，主要有以下几点：

(1)带电粒子沿着直线运动，粒子的导入和引出都比较方便。

(2)束流强度高，脉冲离子束流可达200毫安，平均束流可达50毫安，而脉冲电子束流可达20安以上。

(3)粒子的加速能量可以逐级增加，灵活性比较大。而这类加速器的主要缺点是高频运行的损耗比较大，造价比较高。此外，建造直线加速器需要解决复杂的微波技术问题，对工业基础和技术基础的要求比较高。

直线加速器

直线加速器的工作原理

直线加速器的工作原理可以概括为：电子枪发射的电子，经过加速管的加速之后获得了很高的动能，高速运动的电子轰击金属靶(一般为钨靶)，产生了高能的X射线，可用于治疗深层肿瘤。如果高速运动的电子没有去打靶，而是直接被引出，就有了电子线，也就是直线加速器的电子线模式，高能电子束本身可以用于治疗浅表肿瘤。若要进行电子线治疗，在加速器的治疗头上还需要安装限光筒。

在整个过程中，电子枪就像是一个源头，负责发射电子，其本质是灯丝，当给灯丝加热时，它就会发射出电子。加速管是加速器的核心部件，负责给电子加速，就像是给电子赋能，使电子具有很高的动能。在加速管里面，微波会在加速管里面建立起微波电场，给电子进行加速。与微波有关的部件成为微波功率源或微波传输系统，其中微波功率源就像是微波的发源地，即产生微波的地方，包括磁控管和速调管。