कण त्वरक: Difference between revisions
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===ब्लैक होल उत्पादन और सार्वजनिक सुरक्षा | ===ब्लैक होल उत्पादन और सार्वजनिक सुरक्षा चिंताएँ === | ||
भविष्य में, उच्चतम ऊर्जा त्वरक पर ब्लैक होल के उत्पादन की संभावना उत्पन्न हो सकती है यदि [[:hi:सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत|सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत]] की कुछ भविष्यवाणियां सटीक हों। <ref>{{Cite web|date=July 2004|title=An Interview with Dr. Steve Giddings|url=http://www.esi-opics.com/blackholes/interviews/SteveGiddings.html|website=[[Essential Science Indicators|ESI Special Topics]]|publisher=[[Thomson Reuters]]|access-date=2014-08-02|archive-date=2017-10-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20171016230038/http://www.esi-opics.com/blackholes/interviews/SteveGiddings.html}}</ref> <ref>{{Cite journal|last=Chamblin|first=A.|last2=Nayak|first2=G. C.|year=2002|title=Black hole production at the CERN LHC: String balls and black holes from pp and lead-lead collisions|journal=[[Physical Review D]]|volume=66|issue=9|pages=091901|doi=10.1103/PhysRevD.66.091901|arxiv=hep-ph/0206060|bibcode=2002PhRvD..66i1901C}}</ref> | भविष्य में, उच्चतम ऊर्जा त्वरक पर ब्लैक होल के उत्पादन की संभावना उत्पन्न हो सकती है यदि [[:hi:सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत|सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत]] की कुछ भविष्यवाणियां सटीक हों। <ref>{{Cite web|date=July 2004|title=An Interview with Dr. Steve Giddings|url=http://www.esi-opics.com/blackholes/interviews/SteveGiddings.html|website=[[Essential Science Indicators|ESI Special Topics]]|publisher=[[Thomson Reuters]]|access-date=2014-08-02|archive-date=2017-10-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20171016230038/http://www.esi-opics.com/blackholes/interviews/SteveGiddings.html}}</ref> <ref>{{Cite journal|last=Chamblin|first=A.|last2=Nayak|first2=G. C.|year=2002|title=Black hole production at the CERN LHC: String balls and black holes from pp and lead-lead collisions|journal=[[Physical Review D]]|volume=66|issue=9|pages=091901|doi=10.1103/PhysRevD.66.091901|arxiv=hep-ph/0206060|bibcode=2002PhRvD..66i1901C}}</ref> इस और अन्य संभावनाओं ने [[:hi:लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर पर कण टकराव की सुरक्षा|सार्वजनिक सुरक्षा चिंताओं]] को जन्म दिया है जो कि [[:hi:लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर|एलएचसी]] के संबंध में व्यापक रूप से रिपोर्ट की गई है, जिसने 2008 में संचालन प्रारंभ किया था। विभिन्न संभावित खतरनाक परिदृश्यों का मूल्यांकन नवीनतम जोखिम मूल्यांकन में "कोई बोधगम्य खतरा नहीं" पेश करने के रूप में किया गया है। एलएचसी सुरक्षा आकलन समूह।<ref name="LSAGreport2">{{Cite journal|last=Ellis|first=J. [[Large Hadron Collider|LHC Safety Assessment Group]]|date=5 September 2008|title=Review of the Safety of LHC Collisions|url=http://lsag.web.cern.ch/lsag/LSAG-Report.pdf|journal=[[Journal of Physics G]]|volume=35|issue=11|pages=115004|arxiv=0806.3414|doi=10.1088/0954-3899/35/11/115004|id=[http://cdsweb.cern.ch/record/1111112?ln=fr CERN record]|bibcode=2008JPhG...35k5004E|displayauthors=etal}}</ref> यदि ब्लैक होल उत्पन्न होते हैं, तो सैद्धांतिक रूप से यह भविष्यवाणी की जाती है कि ऐसे छोटे ब्लैक होल [[:hi:हॉकिंग विकिरण|बेकेनस्टीन-हॉकिंग विकिरण के]] माध्यम से बहुत तेज़ी से वाष्पित हो जाएंगे, लेकिन जो अभी तक प्रयोगात्मक रूप से अपुष्ट है। यदि कोलाइडर ब्लैक होल उत्पन्न कर सकते हैं, तो [[:hi:ब्रह्माण्ड किरण|कॉस्मिक किरणें]] (और विशेष रूप से [[:hi:अल्ट्रा-हाई-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरण|अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक किरणें]], यूएचईसीआर) उन्हें युगो से उत्पन्न कर रही होंगी, लेकिन उन्होंने अभी तक किसी को नुकसान नहीं पहुंचाया है। <ref name="jaffe2">{{Cite journal|last=Jaffe|title=Review of Speculative "Disaster Scenarios" at RHIC|doi=10.1103/RevModPhys.72.1125|arxiv=hep-ph/9910333|pages=1125–1140|issue=4|volume=72|journal=[[Reviews of Modern Physics]]|year=2000|first=R.|first4=F.|last4=Wilczek|first3=J.|last3=Sandweiss|first2=W.|last2=Busza|bibcode=2000RvMP...72.1125J}}</ref> यह तर्क दिया गया है कि ऊर्जा और गति के संरक्षण के लिए, यूएचईसीआर और स्थानीय पदार्थ के बीच टकराव में बनाए गए किसी भी ब्लैक होल को पृथ्वी के संबंध में सापेक्ष गति से आगे बढ़ते हुए उत्पादित किया जाएगा, और अंतरिक्ष में बच जाना चाहिए, क्योंकि उनकी वृद्धि और विकास दर को बहुत धीमा होना चाहिए, जबकि कोलाइडर (समान द्रव्यमान के घटकों के साथ) में उत्पन्न ब्लैक होल में पृथ्वी से बचने के वेग से कम वेग होने की कुछ संभावना होगी, 11.2 किमी प्रति सेकंड, और कब्जा करने और बाद में विकास के लिए उत्तरदायी होगा। फिर भी ऐसे परिदृश्यों पर भी सफेद वामनोंऔर न्यूट्रॉन सितारों के साथ यूएचईसीआर के टकराव से उनका तेजी से विनाश होगा, लेकिन इन निकायों को सामान्य खगोलीय पिंडों के रूप में देखा जाता है। इस प्रकार यदि स्थिर सूक्ष्म ब्लैक होल का उत्पादन किया जाना चाहिए, तो उन्हें सौर मंडल के प्राकृतिक जीवनकाल में किसी भी ध्यान देने योग्य मैक्रोस्कोपिक प्रभाव पैदा करने के लिए बहुत धीमी गति से बढ़ना चाहिए। <ref name="LSAGreport2" /> | ||
==त्वरक ऑपरेटर== | ==त्वरक ऑपरेटर== | ||
अतिचालकता, क्रायोजेनिक्स,और उच्च शक्ति वाले रेडियोफ्रीक्वेंसी एम्पलीफायरों के साथ-साथ आयनकारी विकिरण की उपस्थिति जैसी उन्नत तकनीकों का उपयोग, त्वरक सुविधाओं के सुरक्षित संचालन के लिए चुनौतियों का सामना करता है।<ref>{{Cite book|last=Otto|first=Thomas|url=http://link.springer.com/10.1007/978-3-030-57031-6|title=Safety for Particle Accelerators|publisher=Springer International Publishing|year=2021|isbn=978-3-030-57030-9|series=Particle Acceleration and Detection|location=Cham|language=en|doi=10.1007/978-3-030-57031-6}}</ref> <ref>{{Cite book|last=Cossairt|first=J. Donald|url=https://www.taylorfrancis.com/books/9780429958496|title=Accelerator Radiation Physics for Personnel and Environmental Protection|last2=Quinn|first2=Matthew|publisher=CRC Press|year=2019|isbn=978-0-429-49163-4|edition=1|location=Boca Raton, FL : CRC Press, Taylor & Francis Group, [2019]|language=en|doi=10.1201/9780429491634}}</ref> एक '''त्वरक ऑपरेटर''' एक कण त्वरक के संचालन को नियंत्रित करता है, ऑपरेटिंग मापदंडों जैसे कि [[:hi:अभिमुखता अनुपात|अभिमुखता अनुपात]], वर्तमान तीव्रता और लक्ष्य पर स्थिति को समायोजित करता है। वे निर्वात चुम्बक, चुंबकीय और रेडियोआवृत्ति [[:hi:विद्युत प्रदायी|बिजली की आपूर्ति]] और नियंत्रण, और शीतलन प्रणाली जैसे समर्थन प्रणालियों की तैयारी सुनिश्चित करने के लिए त्वरक रखरखाव कर्मियों के साथ संवाद और सहायता करते हैं। इसके अतिरिक्त, त्वरक ऑपरेटर त्वरक से संबंधित घटनाओं का रिकॉर्ड रखता है। | |||
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* | *परमाणु स्मैशर (बहुविकल्पी) | ||
* | *सघन रैखिक कोलाइडर | ||
* | *अचालक दीवार त्वरक | ||
* | *आगामी परिपत्र कोलाइडर | ||
* | *अंतर्राष्ट्रीय रैखिक कोलाइडर | ||
* | *रैखिक कण त्वरक | ||
* | *कण भौतिकी में त्वरक की सूची | ||
* | *गति संघनन | ||
* | *परमाणु रूपांतरण | ||
* | *रॉल्फ वाइडर | ||
* | *अतिचालक उत्कृष्ट कोलाइडर | ||
==References== | ==References== | ||
Revision as of 03:41, 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 परमाणु नाभिक के त्वरण के साथ संभव है,और फिर उच्च वोल्टेज टर्मिनल के अंदर आयनों से इलेक्ट्रॉनों को अलग करने के लिए किरण को एक पतली पन्नी के माध्यम से पारित करना, उन्हें धनायनों (सकारात्मक रूप से आवेशित किए गए आयनों) में परिवर्तित करना, जो जैसे ही वे टर्मिनल छोड़ते हैं, फिर से तेज हो जाते हैं।
इलेक्ट्रोस्टैटिक त्वरक के दो मुख्य प्रकार हैं कॉक्रॉफ्ट-वाल्टन त्वरक, जो उच्च वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए डायोड-संधारित्र वोल्टेज गुणक का उपयोग करता है, और वैन डी ग्रैफ त्वरक, जो उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रोड को आवेशित करने के लिए गति