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优游平台:走近粒子加速器

时间:2019/11/25 11:32:14   作者:   来源:   阅读:10   评论:0
内容摘要:黑洞的第一张图像的发行引起了全世界的轰动。 “什么是黑洞?黑洞里面是什么?我们可以制造人造黑洞吗?”对于前两个问题,科学研究领域存在许多争议。但是借助称为粒子加速器的科学装置,在实验室中可能会“制造”人造黑洞的问题。粒子加速器的全称是“带电粒子加速器”,是一种可以使带电粒子在高真...
黑洞的第一张图像的发行引起了全世界的轰动。 “什么是黑洞?黑洞里面是什么?我们可以制造人造黑洞吗?”对于前两个问题,科学研究领域存在许多争议。但是借助称为粒子加速器的科学装置,在实验室中可能会“制造”人造黑洞的问题。

粒子加速器的全称是“带电粒子加速器”,是一种可以使带电粒子在高真空环境中受到磁场力,电场力的控制而加速特殊的电磁波并达到高能,高真空的状态,人类的各种能量粒子或辐射束,例如电子,质子,氘核,α粒子,各种重离子和现代设备的其他微观粒子。

根据加速粒子的类型不同,粒子加速剂可分为电子加速剂,质子和重离子加速剂,以及粉末,粉尘和其他加速剂(也称为粒子簇加速剂)等粒子。根据被加速粒子的能量,粒子促进剂可分为低能促进剂,中能促进剂,高能促进剂和高能促进剂。根据粒子轨道的形状,粒子加速器可以分为线性加速器,回旋加速器和环形加速器。

享誉世界的大型强子对撞机LHC是超高能圆形粒子加速器,可将质子加速至非常接近光速的超高能状态。在大型强子对撞机中,当两个质子以非常接近光速的速度“碰撞”时,就有可能形成一个微小的人造黑洞。因此,LHC被描述为潜在的“黑洞加工厂”。此外,大型强子对撞机在2012年发现希格斯玻色子“神粒子”,极大地推动了物理学的发展。

实际上,作为一种重要且安全的核技术应用设备,粒子加速器除“制造”黑洞外,还广泛用于工业,农业,医药,环保,科研等领域。

在工业领域,粒子加速器已成为促进新材料,新技术,新工艺和新设备的开发和应用的重要工具和手段。例如,基于电子促进剂开发的辐照交联,辐照聚合,辐照接枝和其他辐照加工技术可以改性聚合物材料并显着改善材料的许多性能。基于电子加速器可以产生伽马射线和X射线的原理,研究人员开发了无损检测设备,例如工业CT,在确定材料,设备,产品材料,结构,内部缺陷和损坏方面非常重要。此外,基于重离子加速器开发的离子掺杂技术是在半导体行业中实现精确离子注入,材料电导率变化和半导体芯片制造的关键技术。例如,基于粒子加速器原理的显像管和阴极射线管是电子显示器的核心组件。基于电子促进剂的辐射固化技术被广泛应用于涂料,油墨,胶粘剂固化和电子设备制造中。基于粒子加速器的中子测井技术在石油,天然气和水资源勘探中必不可少。

在医学领域,粒子加速器是治疗癌症和肿瘤的关键和核心医疗设备。医用线性加速器,也称为X射线刀或光子刀,可以通过高能电子和高功率微波电场相互作用产生的能量电子撞击重金属靶标,并使用产生的X射线照亮病变,从而杀死肿瘤细胞。基于医用质子加速器的质子治疗技术是一种放射治疗技术,它利用加速器形成的高能粒子束对病变进行精确照射。它使用质子入射时形成的特殊“布拉格峰”,可以杀死肿瘤细胞而不损坏正常细胞,代表了放射治疗的未来方向。同时,基于医用重离子加速器的重离子治疗技术也是一种先进的肿瘤治疗技术,可以与质子治疗技术相比,具有广阔的应用空间。

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