Ускоритель электронов – устройство для получения направленных потоков заряженных частиц. При этом электронам сообщается определенная скорость. Она нашла применение в научных исследованиях и технологических процессах.
Важным преимуществом ускорителя субатомных частиц по сравнению с другими типами подобных устройств является возможность получения малого разброса по энергии частиц, которые ускоряются в электрическом поле.
Оборудование характеризуется высоким КПД и возможностью разработки аппаратов большой мощности, что немаловажно при использовании ускорителей электронов в промышленных целях.
Устройство и принцип работы
В основе работы устройства заложено взаимодействие электронов с магнитным и электрическим полями. Электрическое поле совершает работу над частицами, увеличивая их энергию. Магнитное же поле отклоняет электроны, не меняя их энергии, и задает траекторию. Как правило, ускоряющее электрическое поле создается генераторами. В некоторых случаях ускорение осуществляется с помощью полей, создаваемых другими заряженными частицами.
Ускоритель электронов – один из ключевых инструментов физики. Пучки частиц больших энергий нашли применение при исследовании свойств элементарных частиц, в физике твердого тела и ядерной физике. Также они используются при исследованиях в других областях биофизики, химии и геофизики. В металлургии ускорители электронов позволяют выявлять дефекты деталей и конструкций, в пищевой промышленности – для стерилизации продуктов, в медицине – для лучевой терапии, в деревообрабатывающей промышленности – для качественной обработки изделий и в ряде других отраслей.
Ускорители электронов можно разделить на две группы. Это циклические ускорители, где пучки проходят по замкнутым кривым типа окружностей, и линейные модели, где пучки частиц движутся сквозь ускоряющие промежутки.
Сегодня в мире действуют более 30 тысяч ускорителей частиц. Из них 43% применяются для лучевой терапии, 40% для ионной имплантации, 8% для промышленной обработки и оставшаяся часть для исследований в биомедицине.
