原子粉碎机如何工作

您是否知道您现在的房屋中有一种粒子加速器？实际上，您可能正在阅读本文！任何的阴极射线管（CRT）电视或者电脑显示器确实是粒子加速器。

CRT从阴极中取颗粒（电子），使它们加速并使用电磁体在真空中，然后将它们粉碎成屏幕上的磷光分子。碰撞导致电视或计算机监视器上的点亮点或像素。

粒子加速器的工作方式相同，除了它们更大，颗粒移动得更快（接近光速），碰撞导致更多的亚原子颗粒和各种类型核辐射。颗粒在设备内部的电磁波加速，与冲浪者被波浪推动的方式几乎相同。我们可以使粒子越活力，就越能看到物质的结构。这就像打破台球游戏中的架子一样。当提示球（通电粒子）加速时，它会收到更多的能量，因此可以更好地散射球的球架（释放更多的粒子）。

粒子加速器有两种基本类型：

在线性加速器，颗粒在真空中以长长的铜管传播。波发电机发出的电子乘波乘波Klystrons。电磁体保持颗粒限制在狭窄的光束中。当粒子梁在隧道末端撞击目标时，各种检测器记录了事件 - 释放的亚原子颗粒和辐射。这些加速器很大，并保持在地下。线性加速器的一个示例是Linac在加利福尼亚的斯坦福线性加速器实验室（SLAC），长约1.8英里（3公里）。

循环加速器与LINACS进行基本相同的工作。但是，它们不使用长线性轨道，而是多次推动圆形轨道周围的颗粒。在每次通过时，磁场都会得到加强，使颗粒束在每个连续的通道中加速。当颗粒处于最高或所需的能量时，将目标放在检测器中或附近的光束路径中。循环加速器是1929年发明的第一种加速器。回旋子（如下所示）直径仅为4英寸（10厘米）。

劳伦斯（Lawrence）的回旋子使用了两个D形磁铁（称为DEE），该磁体被一个小间隙隔开。磁铁产生了一个圆形磁场。振荡电压每次都会在整个间隙上产生一个电场，以加速颗粒（离子）。随着颗粒移动的速度，它们的圆路径的半径变得更大，直到它们击中最外面圆的目标为止。劳伦斯的回旋子是有效的，但无法达到现代循环加速器所产生的能量。

现代循环加速器位置Klystrons并在圆形铜管周围进行电磁体，以加快颗粒的速度。许多圆形加速器也有一个短的LINAC，可以在进入环之前最初加速颗粒。现代圆形加速器的一个例子是费米国家加速器实验室（Fermilab）在伊利诺伊州，延伸了将近10平方英里（25.6平方公里）。

让我们看一下粒子加速器。