Osakestekiirendi
on masin, mis kasutab
elektriliselt laetud
osakeste
valguse kiiruse
lahedaste kiiruste juurde kiirendamiseks ja kiirtes hoidmiseks
elektromagnetvalja
.
[1]
Suuri kiirendeid kasutatakse
osakestefuusikas
porgutitena
(naiteks
Suur Hadronite Porguti
CERN-is
,
Tevatron
Fermilabis
) voi
sunkrotronkiirguse
allikatena kondenseeritud aine fuusikas. Vaiksemaid kiirendeid kasutatakse paljudes rakendustes, sealhulgas osakeste teraapiaks
onkoloogias
, meditsiiniliste
radioaktiivsete isotoopide
tootmiseks,
pooljuhtidesse
ioonide
sisestamiseks ja selliste haruldaste
isotoopide
nagu
susinik-14
mootmiseks. Nuudisajal on maailmas kasutusel ule 30 000 kiirendi.
[2]
Osakestekiirendeid on kaht pohituupi: elektrostaatilised ja elektromagnetilised.
[3]
Elektrostaatilised
kiirendid kasutavad osakeste kiirendamiseks staatilist
elektrivalja
. Selle levinumad variandid on
Cockcrofti-Waltoni generaator
ja
Van de Graaffi generaator
. Selle vaiksemal kujul naide on tavaline
televiisori
elektronkiiretoru
. Sellistes seadmetes saavutatav osakeste
kineetiline energia
on piiratud kiireneva
pingega
, mis omakorda on piiratud
labiloogiga
. Teisalt
elektrodunaamilised
voi
elektromagnetilised
kiirendid kasutavad osakeste kiirendamiseks muutuvat elektromagnetvalja (kas
magnetilist induktsiooni
voi vonkuvaid
raadiosagedus
valju). Kuna sellistes kiirendites labib osake sama kiirendava valja mitu korda, pole valjundenergia kiirendava valja tugevusega piiratud. Sellised kiirendid tootati valja 1920. aastatel ja need on enamiku tanapaevaste suurte kiirendite aluseks.
Selle ala pioneerid on
Rolf Widerøe
,
Gustav Ising
,
Leo Szilard
,
Max Steenbeck
ja
Ernest Lawrence
. Nad tootasid valja ja ehitasid esimese toimiva lineaarse kiirendi
[4]
, beetatroni ja tsuklotroni.