معجل خطي

معجل للإلكترونات بحيث تصل سرعتها إلى 100 ميجا إلكترون فولت MeV.

شكل توضيحي لبناء المعجل الخطي.

المعجل الخطي (بالإنجليزية: Linear accelerator) يدعى هذا المعجل باسم ليناك Linac وفيه يتم تعجيل الجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات أو البروتونات على مراحل بواسطة فرق جهد متردد كما في السينكلترون ، ولكن الفرق أن مسار الجسيمات المشحونة يكون هنا في خط مستقيم حيث لا نحتاج إلى المغناطيس الباهظ التكلفة والذي به نستطيع تسريع الجسيمات في مدار دائري محدود القطر .

يتكون المعجل الخطي كما في الشكل التوضيحي التالي من سلسلة من عدة إلكترودات ذات شكل أسطواني ، ترتبط ببعضها البعض بواسطة مصدر جهد متردد.

تكتسب الجسيمات المعجلة طاقتها خلال أنجذابها المتتالي للإلكترودات نتيجة لفرق الجهد المطبق عليها . وفي داخل الإسطوانة تندفع الجسيمات تحت تأثير قوة الجذب الإلكتروستاتيكي خلال فترة من الزمن تساوي نصف الزمن الدوري لفرق الجهد المتردد ، إلى حين أن تتغير قطبية الأسطوانة التي تليها.

وتعتمد فكرة عمل المعجل الخطي على التزامن بين السرعة التي يكتسبها الجسيم المشحون بين الأسطوانات مع المجال الكهربي المتردد المسلط على الاسطوانات . ولضبط هذا التزامن يصمم طول الاسطوانة بناء على سرعة الجسيمات المعجلة بعد كل مرحلة ، فإذا كان نصف الزمن الدوري للجهد المطبق هو t/2 فإن طول الاسطوانة رقم n يعطى بالمعادلة:

Ln = vnt/2

وطاقة الحركة المكتسبة بعد مرورها من الاسطوانة رقم n يعطى بالعلاقة:

1/2 mvn2 = neVo

وعند خروج الجسيمات المعجلة من الأسطوانة تتعرض إلى مجال كهربي.

مثال على المعجل الخطي هو المعجل الموجود في جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة الأمريكية والذي قامت بإنشائه عام 1967 بغرض أبحاث فيزياء الطاقة العالية . وهذا المعجل يعطي الإلكترونات المعجلة طاقة تصل إلى 1.2 جيجا إلكترون فولت (أي 2و1 مليار إلكترون فولت ) . وقد أجريت تجارب بواسطة هذا المعجل لدراسة تشتت الالكترونات العالية السرعة لتحديد نصف قطر نواة الذرة.

أنظر أيضاً

• تجربة أطلس
• معجل جسيمات
• مصادم الهدرونات الكبير
• مطياف زمن الطيران