कण त्वरक: Difference between revisions
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[[File:Fermilab.jpg|thumb| [[:hi:टेवाट्रोन|फ़र्मिलाब]] में [[:hi:फर्मीलैब|टेवेट्रॉन]] की हवाई तस्वीर, जो एक आकृति आठ से मिलती जुलती है। मुख्य त्वरक ऊपर की अंगूठी है; नीचे वाला (लगभग आधा व्यास, दिखावे के बावजूद) प्रारंभिक त्वरण, बीम शीतलन और भंडारण, आदि के लिए है। ]] | [[File:Fermilab.jpg|thumb| [[:hi:टेवाट्रोन|फ़र्मिलाब]] में [[:hi:फर्मीलैब|टेवेट्रॉन]] की हवाई तस्वीर, जो एक आकृति आठ से मिलती जुलती है। मुख्य त्वरक ऊपर की अंगूठी है; नीचे वाला (लगभग आधा व्यास, दिखावे के बावजूद) प्रारंभिक त्वरण, बीम शीतलन और भंडारण, आदि के लिए है। ]] | ||
अभी भी उच्च ऊर्जा तक पहुँचने के लिए, सापेक्षतावादी द्रव्यमान कणों के | अभी भी उच्च ऊर्जा तक पहुँचने के लिए, सापेक्षतावादी द्रव्यमान कणों के अन्य द्रव्यमान (प्रोटॉन, अरबों इलेक्ट्रॉन वोल्ट या [[:hi:इलेक्ट्रॉन वोल्ट|जीएवी]] के लिए) के समीप आने वाले या उससे अधिक होने के साथ, एक [[:hi:सिंक्रोट्रॉन|सिंक्रोट्रॉन]] का उपयोग करना आवश्यक है। यह एक त्वरक है जिसमें कणों को निरंतर त्रिज्या के वलय में त्वरित किया जाता है। साइक्लोट्रॉन पर एक तात्कालिक लाभ यह है कि चुंबकीय क्षेत्र केवल कण कक्षाओं के वास्तविक क्षेत्र में मौजूद होना चाहिए, जो कि वलय की तुलना में बहुत संकरा होता है। (अमेरिका में निर्मित सबसे बड़े साइक्लोट्रॉन में 184-इंच-व्यास (4.7 मीटर) चुंबक ध्रुव था, जबकि एलईपी और एलएचसी जैसे सिंक्रोट्रॉन का व्यास लगभग 10 किमी है। एलएचसी के दो किरणों का द्वारक एक सेंटीमीटर का क्रम होता है।) एलएचसी में 16 आरएफ गुहाएं, किरण परिचालन के लिए 1232 अतिचालक द्विध्रुवीय चुंबक और किरण केन्द्रित करने के लिए 24 चौगुनी होती हैं।<ref name="CERN-MAG2">["Pulling together: Superconducting electromagnets" CERN; https://home.cern/science/engineering/pulling-together-superconducting-electromagnets]</ref> इस आकार में भी, एलएचसी कणों को बिना बहाव के चलाने की अपनी क्षमता से सीमित होती है। यह सीमा 14 टीईवी पर होने का सिद्धांत है। <ref name="CERN-132">["Restarting the LHC: Why 13 Tev?" CERN; https://home.cern/science/engineering/restarting-lhc-why-13-tev]</ref> | ||
हालांकि, चूंकि त्वरण के दौरान कण गति बढ़ जाती है, इसलिए कक्षा की निरंतर वक्रता बनाए रखने के लिए चुंबकीय क्षेत्र बी को अनुपात में बदलना आवश्यक है। नतीजतन, सिंक्रोट्रॉन लगातार कणों को तेज नहीं कर सकते हैं, जैसा कि साइक्लोट्रॉन कर सकते हैं, लेकिन चक्रीय रूप से संचालित होना चाहिए, गुच्छों में कणों की आपूर्ति करना चाहिए, जो कि एक लक्ष्य या | हालांकि, चूंकि त्वरण के दौरान कण गति बढ़ जाती है, इसलिए कक्षा की निरंतर वक्रता बनाए रखने के लिए चुंबकीय क्षेत्र बी को अनुपात में बदलना आवश्यक होता है। नतीजतन, सिंक्रोट्रॉन लगातार कणों को तेज नहीं कर सकते हैं, जैसा कि साइक्लोट्रॉन कर सकते हैं, लेकिन चक्रीय रूप से संचालित होना चाहिए, गुच्छों में कणों की आपूर्ति करना चाहिए, जो कि एक लक्ष्य या किरण "स्पिल" में बाहरी किरण को आमतौर पर हर कुछ सेकंड में वितरित किया जाता है। | ||
चूंकि उच्च ऊर्जा वाले सिंक्रोट्रॉन अपना अधिकांश काम उन कणों पर करते हैं जो पहले से ही लगभग प्रकाश की गति से यात्रा कर रहे हैं, रिंग की एक कक्षा को पूरा करने का समय लगभग स्थिर है, जैसा कि त्वरण को चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले [[:hi:अनुनादक|आरएफ | चूंकि उच्च ऊर्जा वाले सिंक्रोट्रॉन अपना अधिकांश काम उन कणों पर करते हैं जो पहले से ही लगभग प्रकाश सी की गति से यात्रा कर रहे हैं, रिंग की एक कक्षा को पूरा करने का समय लगभग स्थिर होता है, जैसा कि त्वरण को चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले [[:hi:अनुनादक|आरएफ]] गुहा अनुनादक ''की'' आवृत्ति होती है। | ||
आधुनिक सिंक्रोट्रॉन में, | आधुनिक सिंक्रोट्रॉन में, किरण द्वारक छोटा होता है और चुंबकीय क्षेत्र कण कक्षा के पूरे क्षेत्र को आच्छादित नहीं करता है जैसा कि यह एक साइक्लोट्रॉन के लिए करता है, इसलिए कई आवश्यक कार्यों को अलग किया जा सकता है। एक विशाल चुंबक केस्थान पर, एक में सैकड़ों मुड़ने वाले चुम्बकों की एक पंक्ति होती है, जो निर्वात सम्बद्ध पाइपो को संलग्न करती है।1 9 501950 के दशक की शुरुआत में मजबूत केन्द्रित करने की अवधारणा की खोज के साथ सिंक्रोट्रॉन के डिजाइन में क्रांति आ गई थी। <ref>{{Cite journal|last=Courant|bibcode=1952PhRv...88.1190C|year=1952|pages=1190–1196|issue=5|volume=88|journal=[[Physical Review]]|title=The Strong-Focusing Synchrotron—A New High Energy Accelerator|doi=10.1103/PhysRev.88.1190|first=E. D.|author-link3=Hartland Sweet Snyder|first3=H. S.|last3=Snyder|author-link2=Milton Stanley Livingston|first2=M. S.|last2=Livingston|hdl-access=free}}</ref> <ref>{{Cite journal|last=Blewett|first=J. P.|title=Radial Focusing in the Linear Accelerator|doi=10.1103/PhysRev.88.1197|bibcode=1952PhRv...88.1197B|journal=[[Physical Review]]|volume=88|issue=5|pages=1197–1199|year=1952}}</ref> <ref>{{Cite web|title=The Alternating Gradient Concept|url=http://www.bnl.gov/bnlweb/history/focusing.asp|publisher=[[Brookhaven National Laboratory]]|access-date=2009-04-29|archive-date=2013-04-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20130402193938/http://www.bnl.gov/bnlweb/history/focusing.asp}}</ref> किरण के फोकस कोविशेष चौगुनी चुम्बकों द्वारा स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जाता है, जबकि त्वरण स्वयं को अलग-अलग आरएफ खंडों में पूरा करता है, न कि छोटे रैखिक त्वरक के समान करता है। <ref>{{Cite journal|last=Efimov|first=S.P.|last2=Korenev|first2=I.L.|last3=Yudin|first3=L.A.|title=Resonances of electron beam focused by a helical quadrupole magnetic field|journal=Radiophysics and Quantum Electronics|date=1990|volume=33|issue=1|pages=88–95|doi=10.1007/BF01037825}}</ref> इसके अलावा, कोई आवश्यकता नहीं है कि चक्रीय मशीनें गोलाकार हों, बल्कि किरण पाइप में चुम्बकों के बीच सीधे खंड हो सकते हैं जहाँ बीम टकरा सकते हैं, ठंडा हो सकते हैं, आदि। यह एक संपूर्ण अलग विषय के रूप में विकसित हुआ है, जिसे "किरण भौतिकी" या "किरण प्रकाशिकी" कहा जाता है। <ref>{{Cite web|title=World of Beams Homepage|url=http://bc1.lbl.gov/CBP_pages/educational/WoB/home.htm|publisher=[[Lawrence Berkeley National Laboratory]]|access-date=2009-04-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20050302091712/http://bc1.lbl.gov/CBP_pages/educational/WoB/home.htm|archive-date=2005-03-02}}</ref> | ||
अधिक जटिल आधुनिक सिंक्रोट्रॉन जैसे कि टेवेट्रॉन, [[:hi:एलईपी|एलईपी]], और एलएचसी कण गुच्छों को एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के साथ मैग्नेट के [[:hi:संग्रह वलय|भंडारण के छल्ले]] में वितरित कर सकते हैं, जहां वे प्रयोग या आगे त्वरण के लिए लंबी अवधि के लिए कक्षा में जारी रख सकते हैं। टेवेट्रॉन और एलएचसी जैसी उच्चतम-ऊर्जा मशीनें वास्तव में त्वरक परिसर हैं, श्रृंखला में विशेष तत्वों | अधिक जटिल आधुनिक सिंक्रोट्रॉन जैसे कि टेवेट्रॉन, [[:hi:एलईपी|एलईपी]], और एलएचसी कण गुच्छों को एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के साथ मैग्नेट के [[:hi:संग्रह वलय|भंडारण के छल्ले]] में वितरित कर सकते हैं, जहां वे प्रयोग या आगे त्वरण के लिए लंबी अवधि के लिए कक्षा में जारी रख सकते हैं। टेवेट्रॉन और एलएचसी जैसी उच्चतम-ऊर्जा मशीनें वास्तव में त्वरक परिसर हैं, श्रृंखला में विशेष तत्वों की एक व्यवस्था के साथ, प्रारंभिक किरण निर्माण के लिए रैखिक त्वरक सहित, मध्यवर्ती ऊर्जा तक पहुंचने के लिए एक या अधिक कम ऊर्जा सिंक्रोट्रॉन, भंडारण के छल्ले जहां किरण हो सकते हैं संचित या "ठंडा" (आवश्यक चुंबक छिद्र को कम करना और सख्त ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देना; [[:hi:कण बीम कूलिंग|बीम कूलिंग]] देखें), और अंतिम त्वरण और प्रयोग के लिए एक अंतिम बड़ी रिंग है। | ||
[[File:DESY1.jpg|thumb| [[:hi:देसी|DESY]] . पर एक इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन का खंड ]] . | [[File:DESY1.jpg|thumb| [[:hi:देसी|DESY]] . पर एक इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन का खंड ]] . | ||
===== इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन ===== | ===== इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन ===== | ||
Revision as of 01:16, 15 July 2022
कण त्वरक एक ऐसी मशीन है जो आवेशित कणों को बहुत तेज गति और ऊर्जा तक प्रेरित करने और उन्हें अच्छी तरह से परिभाषित किरण में समाविष्ट करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का उपयोग करती है। [1]
कण भौतिकी में मौलिक अनुसंधान के लिए बड़े त्वरक का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में संचालित सबसे बड़ा त्वरक जिनेवा, स्विटजरलैंड के निकट बड़े हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) है, जिसे सीईआरएन द्वारा संचालित किया जाता है। यह एक कोलाइडर त्वरक है, जो प्रोटॉन के दो किरणों को 6.5 टीईवी की ऊर्जा तक बढ़ा सकता है। और उन्हें 13 टीईवी की केंद्र-द्रव्यमान ऊर्जा बनाने के लिए आमने-सामने टकराने का कारण बनता है। अन्य शक्तिशाली त्वरक हैं, न्यूयॉर्क में ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला में आरएचआईसी और पूर्व में फ़र्मिलाब, बटाविया, इलिनोइस में टेवाट्रॉन। संघनित पदार्थ भौतिकी के अध्ययन के लिए त्वरक का उपयोग सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोतों के रूप में भी किया जाता है। छोटे कण त्वरक का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें ऑन्कोलॉजिकल उद्देश्यों के लिए कण चिकित्सा, चिकित्सा निदान के लिए रेडियोसमस्थानिक उत्पादन, अर्धचालक के निर्माण के लिए आयन प्रत्यारोपणकर्ता और रेडियोकार्बन जैसे दुर्लभ समस्थानिक के माप के लिए त्वरक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर शामिल हैं। वर्तमान में दुनिया भर में 30,000 से अधिक त्वरक संचालन में हैं। [2]
त्वरक के दो मूलभूत वर्ग हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक और विद्युत गतिकी (या विद्युत चुम्बकीय) त्वरक। [3] इलेक्ट्रोस्टैटिक कण त्वरक कणों को तेज करने के लिए स्थिर विद्युत क्षेत्रों का उपयोग करते हैं। सबसे सामान्य प्रकार कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर और वैन डी ग्रैफ जनरेटर हैं । इस वर्ग का एक छोटा-सा उदाहरण एक साधारण पुराने टेलीविजन सेट में कैथोड रे नलिका है। इन उपकरणों में कणों के लिए प्राप्त करने योग्य गतिज ऊर्जा त्वरित वोल्टेज द्वारा निर्धारित की जाती है, जो विद्युत व्यवधान से सीमित होती है। दूसरी ओर विद्युत गतिकी या विद्युत चुम्बकीय त्वरक कणों को तेज करने के लिए बदलते विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (या तो चुंबकीय प्रेरण या दोलन रेडियो आवृत्ति क्षेत्र) का उपयोग करते हैं। चूंकि इन प्रकारों में कण एक ही त्वरित क्षेत्र से कई बार गुजर सकते हैं, इसलिए उत्पादन ऊर्जा त्वरित क्षेत्र के सामर्थ्य से सीमित नहीं है। यह वर्ग, जिसे पहली बार 1920 के दशक में विकसित किया गया था, अधिकांश आधुनिक बड़े पैमाने के त्वरक का आधार है।
रॉल्फ विडेरो, गुस्ताव इसिंग, लियो स्ज़िलार्ड, मैक्स स्टीनबेक, और अर्नेस्ट लॉरेंस को इस क्षेत्र का अग्रणी माना जाता है, जिन्होंने पहले परिचालन रैखिक कण त्वरक, [4] बीटाट्रॉन और साइक्लोट्रॉन की कल्पना की और निर्माण किया।
चूंकि प्रारंभिक त्वरक के कण किरणों का लक्ष्य प्रायः पदार्थ के एक टुकड़े के परमाणु थे, जिसका लक्ष्य परमाणु संरचना की जांच के लिए उनके नाभिक के साथ टकराव पैदा करना था, त्वरक को आमतौर पर 20 वीं शताब्दी में परमाणु स्मैशर्स के रूप में संदर्भित किया जाता था। [5] यह शब्द इस तथ्य के बावजूद बना रहता है कि कई आधुनिक त्वरक एक कण और एक परमाणु नाभिक के स्थान पर दो उप- परमाणु कणों के बीच टकराव पैदा करते हैं। [6] [7] [8]
उपयोग
उच्च-ऊर्जा कणों की किरणें विज्ञान में मौलिक और अनुप्रयुक्त अनुसंधान के लिए उपयोगी होती हैं, और कई तकनीकी और औद्योगिक क्षेत्रों में भी जो मौलिक अनुसंधान से संबंधित नहीं होते हैं। [9] यह अनुमान लगाया गया है कि दुनिया भर में लगभग 30,000 त्वरक हैं। इनमें से केवल 1% ही 1जीएवी से अधिक ऊर्जा वाली अनुसंधान मशीनें हैं, जबकि लगभग 44% रेडियोथेरेपी के लिए, 41% आयन प्रत्यारोपण के लिए, 9% औद्योगिक प्रसंस्करण और अनुसंधान के लिए, और 4% जैव चिकित्सा और अन्य कम ऊर्जा अनुसंधान के लिए हैं।[10]
कण भौतिकी
पदार्थ, स्थान और समय की गतिशीलता और संरचना में सबसे आधारभूत जांच के लिए, भौतिकशास्री उच्चतम संभव ऊर्जाओं पर सबसे सरल प्रकार के पारस्परिक विचार-विर्मश का प्रयास करते हैं। ये प्रायः कई जीएवी की कण ऊर्जा, और सबसे सरल प्रकार के कणों की परस्पर क्रिया- लेप्टन (जैसे इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन) और पदार्थ के लिए क्वार्क, या क्षेत्र क्वांटा के लिए फोटॉन और ग्लून्स को शामिल करते हैं। चूंकि पृथक क्वार्क रंग परिरोध के कारण प्रयोगात्मक रूप से अनुपलब्ध हैं, इसलिए सबसे सरल उपलब्ध प्रयोगों में पहले, लेप्टान की एक दूसरे के साथ, और दूसरी, लेप्टान की न्यूक्लियॉन के साथ परस्पर क्रिया शामिल है, जो क्वार्क और ग्लून्स से बने होते है। एक दूसरे के साथ क्वार्कों के टकराव का अध्ययन करने के लिए, वैज्ञानिक न्यूक्लिऑन्स के टकराव का प्रयोग करते हैं, जो उच्च ऊर्जा पर उपयोगी रूप से क्वार्क और ग्लून्स के 2-निकाय परस्पर क्रिया के रूप में उपयोगी माने जा सकते हैं, जिनसे वे बने हैं। यह प्राथमिक कण भौतिकशास्री इलेक्ट्रॉनों, पॉज़िट्रॉन, प्रोटॉन और एंटीप्रोटोन की किरण बनाने वाली मशीनों का उपयोग करते हैं, जो एक दूसरे के साथ या सबसे सरल नाभिक (जैसे, हाइड्रोजन या ड्यूटेरियम ) के साथ उच्चतम संभव ऊर्जा पर परस्पर क्रिया करते हैं, सामान्यतः सैकड़ों जीएवी या अधिक।
प्राथमिक कण भौतिकी के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे बड़ा और उच्चतम-ऊर्जा कण त्वरक सीईआरएन में बड़े हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) है, जो 2009 से संचालित है।[11]
परमाणु भौतिकी और समस्थानिक उत्पादन
परमाणु भौतिक विज्ञानी और ब्रह्मांड विज्ञानी अनाच्छादित परमाणु नाभिक की किरण का उपयोग कर सकते हैं, इलेक्ट्रॉनों से वंचित, स्वयं नाभिक की संरचना, अंतःक्रियाओं और गुणों की जांच करने के लिए, और अत्यधिक उच्च तापमान और घनत्व पर संघनित पदार्थ का उपयोग कर सकते हैं, जैसे कि बिग बैंग के पहले क्षणों में हो सकता है। इन जांचों में प्रायः भारी नाभिकों की टक्कर शामिल होती है – लोहे या सोने जैसे परमाणुओं के – कई जीएवी प्रति न्यूक्लियॉन की ऊर्जा पर। इस तरह का सबसे बड़ा कण त्वरक ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला में रिलेटिविस्टिक भारी आयन कोलाइडर (आरएचआईसी) है।
कण त्वरक प्रोटॉन किरण भी उत्पन्न कर सकते हैं, जो विखंडन प्रतिघातक में बने न्यूट्रॉन-समृद्ध के विपरीत प्रोटॉन-समृद्ध चिकित्सा या अनुसंधान आइसोटोप का उत्पादन कर सकते हैं। हालाँकि, हाल के काम ने दिखाया है कि हाइड्रोजन के त्वरक समस्थानिकों को, प्रायः रिएक्टरों में बने 99 Mo को कैसे बनाया जाता है,[12] हालांकि इस विधि में अभी भी ट्रिटियम का उत्पादन करने के लिए एक रिएक्टर की आवश्यकता होती है। इस प्रकार की मशीन का एक उदाहरण लॉस एलामोस में लैंसे है।
सिंक्रोट्रॉन विकिरण
एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से फैलने वाले इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन विकिरण के माध्यम से बहुत उज्ज्वल और सुसंगत फोटॉन किरण का उत्सर्जन करते हैं परमाणु संरचना, रसायन विज्ञान, संघनित पदार्थ भौतिकी, जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी के अध्ययन में इसके कई उपयोग हैं। दुनिया भर में बड़ी संख्या में सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोत मौजूद हैं। अमेरिका में उदाहरण एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला में एसएसआरएल,आर्गोन राष्ट्रीय प्रयोगशाला में एपीएस, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला में एएलएस और ब्रुकहेवन [:hi:एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला]राष्ट्रीय प्रयोगशाला में एनएसएलएस हैं। यूरोप में, लुंड, स्वीडन में मैक्स IV, बर्लिन, जर्मनी में बेसी, ऑक्सफ़ोर्डशायर, यूके में डायमंड, ग्रेनोबल, फ्रांस में ईएसआरएफ हैं, बाद वाले का उपयोग एम्बर में फंसे कीड़ों की विस्तृत 3-आयामी छवियों को निकालने के लिए किया गया है। [13]
फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर (एफईएल) सिंक्रोट्रॉन विकिरण पर आधारित प्रकाश स्रोतों का एक विशेष वर्ग है जो उच्च अस्थायी सुसंगतता के साथ छोटे कंपनों को प्रदान करता है। एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया एफईएल अवलोकनीय ब्रह्मांड में एक्स-रे का सबसे शानदार स्रोत है। [14] सबसे प्रमुख उदाहरण अमेरिका में एलसीएलएस और जर्मनी में यूरोपीय एक्सएफईएल हैं। मंद एक्स-रे लेज़रों की ओर अधिक ध्यान आकर्षित किया जा रहा है, जो कंपन में कमी के साथ-साथ एटोसेकंड विज्ञान के लिए नए तरीकों को खोलता है।[15] एक्स-रे के अलावा, टेराहर्ट्ज प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए एफईएल का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए निजमेजेन, नीदरलैंड्स में फेलिक्स, ड्रेसडेन, जर्मनी में टेलबे और नोवोसिबिर्स्क, रूस में नोवोफेल।
इस प्रकार प्रकाश स्रोतों को चलाने के लिए मध्यम (जीएवी) ऊर्जा, उच्च तीव्रता और उच्च किरण गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रॉन त्वरक की बहुत मांग है।
कम ऊर्जा वाली मशीनें और कण चिकित्सा
कण त्वरक के दैनिक उदाहरण टेलीविजन सेट और एक्स-रे जनरेटर में पाए जाने वाले कैथोड रे नलिका हैं। ये कम-ऊर्जा त्वरक उनके बीच कुछ हज़ार वोल्ट के डीसी वोल्टेज के साथ एकल जोड़ी इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं। एक्स-रे जनरेटर में, लक्ष्य स्वयं इलेक्ट्रोड में से एक होता है। कम ऊर्जा वाले कण त्वरक को आयन प्रत्यारोपणकर्ता कहा जाता है जिसका उपयोग एकीकृत सर्किट के निर्माण में किया जाता है।
कम ऊर्जा पर, कैंसर के उपचार के लिए त्वरित नाभिक के पुंजों का उपयोग दवा में कण चिकित्सा के रूप में भी किया जाता है।
परमाणु प्रतिक्रियाओं का कारण बनने के लिए पर्याप्त गति के लिए कणों को तेज करने में सक्षम डीसी त्वरक प्रकार कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर या वोल्टेज गुणक हैं, जो एसी को उच्च वोल्टेज डीसी में परिवर्तित करते हैं, या वैन डी ग्रैफ जनरेटर जो बेल्ट द्वारा ले जाने वाली स्थैतिक बिजली का उपयोग करते हैं।
चिकित्सा उपकरणों का विकिरण विसंक्रमण
इलेक्ट्रॉन किरण प्रसंस्करण सामान्यतः विसंक्रमण के लिए उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रॉन किरण एक चालु-बंद तकनीक है जो कोबाल्ट -60 ( 60 Co) या सीज़ियम -137 ( 137 Cs) जैसे रेडियोआइसोटोप द्वारा उत्सर्जित गामा या एक्स-रे की तुलना में बहुत अधिक मात्रा दर प्रदान करता है। उच्च मात्रा दर के कारण, कम अनावृत्ति समय की आवश्यकता होती है और बहुलक क्षरण कम हो जाता है। चूंकि इलेक्ट्रॉनों में आवेश होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन किरण गामा और एक्स-रे दोनों की तुलना में कम मर्मज्ञ होती हैं। [16]
इलेक्ट्रोस्टैटिक कण त्वरक
ऐतिहासिक रूप से, पहले त्वरक ने आवेशित कणों को गति देने के लिए एकल स्थिर उच्च वोल्टेज की सरल तकनीक का उपयोग किया। आवेशित कण को एक खाली ट्यूब के माध्यम से त्वरित किया गया था, जिसके दोनों ओर एक इलेक्ट्रोड था, जिसके पार स्थिर क्षमता थी। चूंकि कण केवल एक बार संभावित अंतर से गुजरा, इसलिए आउटपुट ऊर्जा मशीन के त्वरित वोल्टेज तक सीमित थी। हालांकि यह विधि आज भी बहुत लोकप्रिय है, इलेक्ट्रोस्टैटिक त्वरक किसी भी अन्य प्रकार से बहुत अधिक संख्या में हैं, वे वायु विद्युत-रोधित मशीनों के लिए लगभग 1 एमवी की व्यावहारिक वोल्टेज सीमा या त्वरक के समय 30 एमवी की व्यावहारिक वोल्टेज सीमा के कारण कम ऊर्जा अध्ययन के लिए अधिक उपयुक्त हैं। सल्फर हेक्साफ्लोराइड जैसे उच्च अचालक सामर्थ्य दबाव वाले गैस के टैंक में संचालित होता है। एक अग्रानुक्रम त्वरक में कणों के आवेश को उलट कर, जब वे टर्मिनल के अंदर होते हैं, कणों को गति देने के लिए क्षमता का दो बार उपयोग किया जाता है। यह आयनों (नकारात्मक रूप से आवेशित किए गए आयनों ) का उपयोग करके