Acceleratore lineare, chiamato anche Linac, tipo di acceleratore di particelle (QV) che impartisce una serie di aumenti relativamente piccoli di energia alle particelle subatomiche mentre passano attraverso una sequenza di campi elettrici alternati impostati in una struttura lineare. Le piccole accelerazioni si sommano per dare alle particelle un’energia maggiore di quella che potrebbe essere raggiunta dalla tensione utilizzata in una sola sezione.,
Greg James
Nel 1924 Gustaf Ising, un fisico svedese, propose di accelerare le particelle usando campi elettrici alternati, con “tubi di deriva” posizionati ad intervalli appropriati per schermare le particelle durante il semiciclo quando il campo è nella direzione sbagliata per l’accelerazione. Quattro anni dopo, l’ingegnere norvegese Rolf Wideröe costruì la prima macchina di questo tipo, accelerando con successo gli ioni di potassio ad un’energia di 50.000 elettronvolt (50 kiloelectron volt).,
Le macchine lineari per accelerare particelle più leggere, come protoni ed elettroni, attendevano l’avvento di potenti oscillatori a radiofrequenza, che furono sviluppati per i radar durante la seconda guerra mondiale. I linac protonici operano tipicamente a frequenze di circa 200 megahertz (MHz), mentre la forza di accelerazione nei linac elettronici è fornita da un campo elettromagnetico con una frequenza a microonde di circa 3.000 MHz.
Il proton linac, progettato dal fisico americano Luis Alvarez nel 1946, è una variante più efficiente della struttura di Wideröe., In questo acceleratore, i campi elettrici sono impostati come onde stazionarie all’interno di una “cavità risonante” metallica cilindrica, con tubi di deriva sospesi lungo l’asse centrale. Il più grande proton linac è presso la Clinton P. Anderson Meson Physics Facility a Los Alamos, N. M., Stati Uniti; è lungo 875 m (2.870 piedi) e accelera i protoni a 800 milioni di elettronvolt (800 megaelectron volt)., Per gran parte della sua lunghezza, questa macchina utilizza una variazione strutturale, nota come acceleratore a cavità accoppiata lateralmente, in cui l’accelerazione avviene in celle sull’asse accoppiate tra loro da cavità montate ai loro lati. Queste cavità di accoppiamento servono a stabilizzare le prestazioni dell’acceleratore contro i cambiamenti nelle frequenze di risonanza delle cellule acceleranti.
I linac elettronici utilizzano onde mobili piuttosto che onde stazionarie., A causa della loro piccola massa, gli elettroni viaggiano vicino alla velocità della luce a energie basse come 5 megaelectron volt. Possono quindi viaggiare lungo il linac con l’onda accelerante, in effetti cavalcando la cresta dell’onda e quindi vivendo sempre un campo di accelerazione. Il linac elettronico più lungo del mondo è la macchina da 3,2 chilometri (2 miglia) presso il Linear Accelerator Center di Stanford (Università), Menlo Park, California., U. S.; può accelerare gli elettroni a 50 miliardo elettronvolt (50 gigaelectron volt)., Linac molto più piccoli, sia protonici che elettronici, hanno importanti applicazioni pratiche in medicina e nell’industria.