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 안녕 게이들

요즘 학교에서 가속기 쳐 만들고 있는데

계산이 틀려서 질질 싸던중에

 어, 자료가 이렇게 모였네 라고 생각해서 너네들도 상식적으로 알고있으면 좋겠다 라고 올린다.

크게 선형가속기와 원형가속기로 나뉘는데 대충 원리만 설명하겠다.

(1) 선형가속기

라이낙 리니악 뭐 맘대로 불러라. 선형가속기는 말그대로 선형으로 가속시키는 장치이다.

                      그림1. 선형가속기 원리도

 전계, 자계 모두 쓰일수 있으며, 사실 시초는 전계에서의 가속이다.

그림1을 보자.

여기서 A는 전자총 B는 주파수발진기C는 공전관 D는 가속구간 E,F는전자 수집장치및 렌즈 G는 타겟이다.

간단하게 A에서 발사된 전자가 D를 통과하면서 가속되는 장치이다.

D구간안에 전극이 설치되어 있고 이 전극들은 -,+ 교대로 설치해 전자를 끌어당기면서 가속되는 원리이다.

이때에 주파수가 필요한데 그걸 B에서 땡겨받는 원리.

존나 쉬운원리인데 막상만들라면 계산이 존나 안맞는다. ㅅㅂ

(2)원형가속기

 원형가속기는 늬들도 많이 들어봤을거다. 사이클로트론이니 베타트론이니.

거의 자계를 이용해서 가속한다.

(2)-1 베타트론

 베타트론은 전계로만 가속하냐? 자계로도 한다. 라고 누구지 이름은 까먹었다. 미국 아저씨가 발명했다.

                                                       그림2 베타트론 단면도

 그림2가 베타트론의 단면도 인데. 이건 그냥 커다란 도넛모양의 유리관에 전자석을 달아서 가속시키는 방법이다.

존나 옛날꺼라 어렵지 않다.

근데 그림에 1이 없냐.

그림에서 2는 가속코어 3은 전자석 4는 진공관을 나타낸다.

(2)-2 사이클로트론

 원래 사이클로 트론이 나온이유는 베타트론을 보면 알겠지만, 베타트론에서 조금 더 가속시키고 싶다면

전류의 세기뿐만아니라 넓어지는 반경도 생각해서 더 큰 전자석과 더 큰 진공관이 필요해지는 문제를 해결하기 위해서 발명 되었다.

                                                     그림3. 사이클로트론 원리도1

 그림3이 사이클로 트론인데 밑에 동그란판은 전자석이다. 원래 위쪽에도 똑같은 전자석이 있어서 - 를 띄고 있다.

그림을 보면 알겠지만 자속이 +에서- 로 가면서 자계를 형성하고 그 자계는 플래밍 의 법칙으로 원궤도를 만들지.

이때에 높은 주파수와 전류에 의해 가속시키는 방식이다.

그림4. 사이클로트론 원리도2

 위에서 보면 이딴식이다. 근데 이게 사실 베타트론보다 속도와 원궤도에서 조금은 자유로워졌지만

더 가속시키기 위해서는 역시 더 커다란 장치가 필요하게 된다는 문제에 똑같이 부딧히고 말지.

(3).선,원형가속기싱크로트론

 사실 싱크로트론은 원형가속기가 맞는 말이다.

하지만 선형가속기에도 원형가속기에도 포함시키지 않은 이유는 둘다 쓰이기 때문이다.

그림5. 싱크로트론 단면도1

그림5를 보면 알겠지만 일단 선형가속기로 전자총에서 발사된 전자를 가속시킨다. 그걸 싱크로트론에서 가속을 시키는데

그림6 싱크로트론 단면도 2                                                                              그림7. 싱크로트론 원리도

 그림6에서 처럼 싱크로 트론은 커다란 원궤도를 가지고 있고 구간구간마다 전자석이 설치되어 그것으로 가속시키는

마치 베타트론과 닮은 모습이다. 하지만 베타트론이 가지고있는 한계인 속도증가에 따른 반경을 해결하기 위해서

그림5, 그림7에서 beam line이라고 되어있는곳으로 가속된 입자가 달려갈수 있게 하고

그렇게 가속된 입자들을 검출할수 있게 한다는거다.

각 구간마다 주파수를 설정할수 있어서 속도증가에 따른 반경의 증가를 잡을수 있게 되었다는 것이고,

 내가 선,원형가속기라 표현한것은

한 가속구간만 놓고 봤을때 주파수로 가속하는 형식이 선형가속의 방식이기 때문이다.

작은 선들을 붙히고 붙혀서 커다란 원을 만들었다라는 개념으로 생각하면 도움이 될거다.

그래서 싱크로트론은 대부분이 존나크다. 제일큰데 28키로였던가.

4. 마치며

 원래 사이클로트론에도 주파수가 쓰이기는 하지만, 그것은 선형가속의 가속과는 다른 목적이다.

 단순히 가속을 하기위해, 변화하는 전류의 양을 크게 하기 위해 쓰이는 반면에

선형가속에서의 주파수는 가속구간의 거리와, 가속전압을 계산하기 위해서 이다.

 공식없이도 이해할수 있을부분만 쓴거라고 썼는데 혹시나 필요하다면 찾아보던지, 찾아봐도 모르겠으면 물어봐라.

 아, 그리고 조금더 보충하자면 선형가속기는 의료용 공업용 엑스레이에 많이 쓰이고

사이클로트론 베타트론은 구려서 실험용이나 연구용으로 쓰일려나? 베타트론 쓰이는곳은 한번도 못봤다.

 어따 쓰이는지 아는넘 있으면 알려줘라.

 끝으로 싱크로 트론은 알다시피 입자분석 연구용등으로 많이 쓰인다.

5.요약

가속기 ㅅㅂ년