Gaspedaalindeeltjes is een machine die geladen protonen, elektronen of atomen kan versnellen, ze opsluit in smalle bundels, met snelheden dichtbij de lichtsnelheid, door de toepassing van intense elektrische velden en magnetisch. Deeltjesversnellers worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek en ook voor de productie van synchrotronstraling.
Kijkenook: Ioniserende straling - wat is het, wat zijn de risico's, pDewat?en het past
Hoe werkt een deeltjesversneller?
Deeltjesversnellers elektrische velden gebruiken om deeltjes te versnellen als protonen en elektronen door een grote potentieel verschil. De baan van deze deeltjes wordt gecontroleerd door een intens extern magnetisch veld, dat verantwoordelijk is voor het focussen van de deeltjesbundel, waardoor deze steeds smaller wordt.
DE kinetische energie van deeltjes die binnen de versnellers bewegen, wordt gemeten in een onconventionele eenheid, de elektron volt (eV). Deze eenheid is gelijk aan hoeveel energie wordt opgeslagen in een elektron wanneer het wordt blootgesteld aan een elektrisch potentieel van 1 V. Een elektron volt is gelijk aan ongeveer 1,6.10-19 J, en in moderne deeltjesversnellers is het mogelijk om botsingentussen deeltjes waarvan de energie bijna 7 TeV (7,1012 ev). Om zo'n grote hoeveelheid energie te bereiken, worden protonen en elektronen versneld tot meer dan 99% van de lichtsnelheid.
De eenvoudigste deeltjesversnellers zijn de van der graaf generator het is de kathodestraalbuis (gebruikt op CRT-televisies, ook wel buizen-tv's genoemd), beide versnellers lineair en elektrostatica. Lineair waarom doen? elektrische ladingen snelheid winnen langs een recht pad, en elektrostatica door te werken met veldenelektrischconstanten, dat wil zeggen, ze variëren niet in de tijd.
Moderne deeltjesversnellers hebben lineaire en cirkelvormige versnellers. Een voorbeeld van moderne versnellers is de LHC (Large Hadron Collider). Bij de LHC worden protonen in een lineaire versneller geïnjecteerd, waarna deze bundel protonen naar een reeks ringen wordt geleid. In deze ringen wordt de protonenbundel steeds meer gecollimeerd door magnetische velden en versneld door dynamische elektrische velden.
Waar dient een deeltjesversneller voor?
Deeltjesversnellers hebben veel toepassingen, waarvan de meest voorkomende degene is die zoekt "visualiseer" extreem energetische subdeeltjes, zoals de quarks en de higgs bosonen. Deze deeltjes kunnen slechts gedurende zeer korte ogenblikken worden waargenomen, wanneer twee atomen die bewegen met snelheden die zeer dicht bij de lichtsnelheid liggen, frontaal op elkaar botsen.
Deeltjesversnellers dienen ook om synchrotronstraling te produceren.. Synchrotonstraling is de naam die wordt gegeven aan: elektromagnetische golven uitgezonden door deeltjes die in de cirkelvormige ring van een deeltjesversneller bewegen. Straling wordt uitgezonden door versnelde deeltjes, dus sommige deeltjesversnellers kan verschillende "lichtlijnen" produceren — röntgenstralen, gammastralen en alle gewenste frequenties. Deze bestralingen worden voor de meest uiteenlopende doeleinden gebruikt: structuuranalyse van materialen, oncologische behandelingen, beeldonderzoeken, enz.
Kijkenook: Ontdek de subdeeltjes waaruit protonen en neutronen ontstaan
Waar zijn de deeltjesversnellers?
De meeste deeltjesversnellers zijn te vinden in universiteiten en onderzoekscentra over de hele wereld. Momenteel zijn er ongeveer 30 duizend deeltjesversnellers in werking.
Deeltjesversnellers in Brazilië
Brazilië heeft grote deeltjesversnellers in de Nationaal Synchroton Light Laboratory (LNLS), onder hen onderscheidt de Sirius, een van de modernste 4e generatie synchroton lichtbronnen in Brazilië en in de wereld. De nieuwe deeltjesversneller wordt geïmplementeerd en zal verschillende doelen dienen, zoals academisch onderzoek op het gebied van energie, milieu, defensie, industrie, gezondheid, enz.
De Sirius-versneller zal in staat zijn om lichtlijnen te produceren die miljarden keren intenser zijn dan die geproduceerd door de UVX, geopend in 1997 en gesloten in 2019. Op deze manier kan nieuw onderzoek worden gedaan, het stimuleren van de ontwikkeling van de nationale wetenschap.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm
