Deeltjesversneller
Een deeltjesversneller is een apparaat waarin geladen elementaire deeltjes tot hoge energieniveaus gebracht worden door ze te versnellen tot snelheden vergelijkbaar met de lichtsnelheid. Dit versnellen gebeurt met behulp van sterke elektrische velden.
Men zou alledaagse apparaten als de televisie en de computermonitor kunnen opvatten als deeltjesversnellers (met energieniveaus van ongeveer 30 keV), evenals apparaten voor het opwekken van röntgenstraling. Voor het produceren van radio-isotopen voor medisch gebruik kan de deeltjesversneller een goed alternatief zijn voor de milieubelastende nucleaire methode.
Om de kleinste bouwstenen van materie en antimaterie te bestuderen worden zeer grote deeltjesversnellers gebruikt. Er valt een onderscheid te maken tussen lineaire versnellers en magnetische versnellers. Bij de laatste worden de deeltjes door de lorentzkracht van een sterk magnetisch veld in een cirkelvormige baan gedwongen. Magnetische versnellers worden nog onderscheiden in cyclotrons, betatrons en synchrotrons.
 Eerste cyclotron |
Het cyclotron is ontworpen door Ernest Lawrence in 1929. Hij gebruikte het cyclotron voor experimenten met deeltjes van 1 MeV. Het eerste cyclotron had een diameter van slechts 10 cm. Cyclotrons worden nu ook gebruikt bij de bestraling van kankerpatiënten.
Het betatron is uitgevonden door D.W. Kerst in 1940. Het verschil met het cyclotron is dat het betatron gebruik maakt van stijgende magnetische flux om de deeltjes te versnellen.
Synchrotrons zijn cirkelvormige deeltjesversnellers met diameters tot enkele kilometers. Hiermee kunnen zeer hoge energieniveaus bereikt worden. Voorbeelden hiervan zijn de synchrotrons van het Fermilab en het CERN.
