Fonctionnement des accélérateurs de particules



On distingue deux grandes familles d'accélérateurs:
-Les accélérateurs linéaires, auxquels nous ne nous consacrerons que très peu étant donné que les applications physiques et biologiques que nous allons vous présenter ne les concernent plus.
-Les accélérateurs circulaires, que nous étudierons plus en détail.


Les accélérateurs linéaires


Les accélérateurs linéaires ont été développés à partir années 1930. Ils sont moins performants que les accélérateurs circulaires car les énergies obtenues des particules sont moindres: de l'ordre de 10 MeV (méga-électronvolt). Ils peuvent accélérer des électrons ou des hadrons. Les électrons gagnent de l'énergie grâce à un champ électromagnétique plutôt que par accélération due à un potentiel. Dans le vide les ondes électromagnétiques voyagent à la vitesse de la lumière. La section accélératrice consiste en un long tube cylindrique composé d'une série d'interstices telles que la vitesse de propagation des ondes augmente jusqu'à une vitesse proche de celle de la lumière (c= 300 000 km/s). Des paquets d'électrons générés dans le canon sont injectés dans le guide d'onde de façon synchronisée avec l'onde RF (radio-fréquence).

ac lineaire

Les accélérateurs linéaires sont très utilisés en radiothérapie. Ils produisent des faisceaux d'électrons ou des rayons X: les rayons X sont obtenus en interposant une cible de numéro atomique élevé dans le faisceau d'électrons accéléré, leur freinage (appelé bremsstrahlung) produisant des photons appelés rayons X.