KEK digital accelerator
હાઈ એનર્જી એક્સેલરેટર રિસર્ચ ઓર્ગેનાઇઝેશન (KEK-DA) એ KEK 500 MeV બૂસ્ટર પ્રોટોન સિંક્રોટ્રોનનું નવીનીકરણ છે, જે 2006માં બંધ કરવામાં આવ્યું હતું. હાલની 40 એમઇવી ડ્રિફ્ટ ટ્યુબ લિનાક અને આરએફ પોલાણને અનુક્રમે 200 કેવી હાઇ-વોલ્ટેજ ટર્મિનલ અને ઇન્ડક્શન પ્રવેગક કોષોમાં જડિત ઇલેક્ટ્રોન સાયક્લોટ્રોન રેઝોનન્સ (ઇસીઆર) આયન સ્રોત દ્વારા બદલવામાં આવ્યા છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, ડી. એ. તમામ સંભવિત ચાર્જ સ્થિતિમાં આયનની કોઈપણ પ્રજાતિને વેગ આપવા માટે સક્ષમ છે. કેઈકે-ડીએ ચોક્કસ પ્રવેગક ઘટકો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે જેમ કે કાયમી ચુંબક એક્સ-બેન્ડ ઇસીઆર આયન સ્રોત, ઓછી ઊર્જા પરિવહન લાઇન, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્જેક્શન કિકર, હવામાં સંચાલિત નિષ્કર્ષણ સેપ્ટમ ચુંબક, સંયુક્ત-કાર્ય મુખ્ય ચુંબક અને ઇન્ડક્શન પ્રવેગક પ્રણાલી. આધુનિક પલ્સ પાવર ટેકનોલોજી અને અત્યાધુનિક ડિજિટલ નિયંત્રણને એકીકૃત કરતી ઇન્ડક્શન પ્રવેગક પદ્ધતિ ઝડપી-ચક્ર કેઈકે-ડીએ માટે નિર્ણાયક છે. ભારે આયનોના ઓછી ઊર્જાના ઈન્જેક્શન સાથે સંકળાયેલા બીમ ડાયનેમિક્સના મુખ્ય મુદ્દાઓ ઇલેક્ટ્રોન કેપ્ચર અને સ્ટ્રીપિંગને કારણે બીમ લોસ છે, જે શેષ વાયુ પરમાણુઓ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે થાય છે અને વળાંક ચુંબકમાં પ્રમાણમાં ઉચ્ચ સ્થાયી ક્ષેત્રોના પરિણામે બંધ ભ્રમણકક્ષાની વિકૃતિ છે. ભલે તે સાંભળવામાં વિચલિત કરનારું લાગે, માનવ અંગની નજીક સ્થિત કેન્સર કોષોની કલ્પના કરો, કોષો કે જેની સારવાર કરવાની જરૂર છે. સૌથી આશાસ્પદ સારવારોમાંની એક એ છે કે કેન્સરના કોષોમાં ડીએનએના અણુઓને આયનીકરણ કરવા, અણુઓને તોડવા અને કોષોને મારી નાખવા માટે ઉચ્ચ ઉર્જા કણો સાથે કેન્સરના કોષોનું વિકિરણ કરવું. ડોકટરો કેન્સરના કોષોને નુકસાન પહોંચાડવા માટે કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ કરી શકે છે પરંતુ તેમની આસપાસના તંદુરસ્ત કોષોને નહીં. કણ ઉપચાર ઊર્જા સ્વભાવની બ્રેગ ટોચ તરીકે ઓળખાતા કણોના ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે કોઈ કણ પદાર્થમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તે સંપૂર્ણ વિરામ પર આવે તે પહેલાં તે તેની આસપાસના વિસ્તારમાં ઊર્જા જમા કરે છે. તે તારણ આપે છે કે આયન બંધ થાય તે પહેલાં તરત જ તેમની મોટાભાગની ઊર્જા ગુમાવે છે. આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કેન્સરના કોષોને નિશાન બનાવવા માટે થઈ શકે છે જે ત્વચાથી ચોક્કસ અંતરે સ્થિત હોય છે, તેના માર્ગમાં તંદુરસ્ત પેશીઓને અસર કર્યા વિના. કેન્સર માટે અન્ય જાણીતી કિરણોત્સર્ગ ઉપચાર, એક્સ-રે ઉપચાર, આ કરી શકતી નથી. ઊર્જા નુકશાન વર્ણપટ ઘણો વ્યાપક છે જેથી મોટાભાગની ઊર્જા આસપાસના વિસ્તારો દ્વારા શોષાય છે, અનિચ્છનીય પ્રદેશોને નુકસાન પહોંચાડે છે. આ લક્ષણ તાજેતરમાં વિકસિત તકનીક માટે સમાન છે જેને ઇન્ટેન્સિટી-મોડ્યુલેટેડ રેડિયોથેરાપી CHHIP કહેવાય છે. ડિજિટલ કણ પ્રવેગક પાછળના સિદ્ધાંતને વર્ણવવા માટે સંવેદના અને પ્રતિસાદ યોગ્ય શબ્દો હશે. રેડિયો-ફ્રિક્વન્સી પોલાણને બદલે, ડિજિટલ એક્સિલરેટર રિંગ ઇન્ડક્શન એક્સિલરેટિંગ સેલ્સ તરીકે ઓળખાતા ઉપકરણોથી સજ્જ છે. કણો ગુચ્છના સ્વરૂપમાં વીંટીની આસપાસ પ્રવાસ કરે છે. જ્યારે ચાર્જ કરેલ કણ સમૂહ બીમ સેન્સરને પસાર કરે છે, ત્યારે સિસ્ટમ સંકેતોને ઉપાડે છે અને સમૂહને વેગ આપવા માટે જરૂરી પલ્સ વોલ્ટેજ પેદા કરવા માટેના સમયની ગણતરી કરે છે, અને પછી ટ્રાન્સફોર્મરને સક્રિય કરતા પલ્સ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે. તીવ્ર, સારી રીતે નિયંત્રિત ભારે આયન બીમનો ઉપયોગ કરીને, વૈજ્ઞાનિકો નેનોમીટર-કદના છિદ્રો સાથે જાળીદાર ગાળકો બનાવી શકશે. આવી સામગ્રીનો ઉપયોગ લોહી માટે હિમોગ્લોબિન ફિલ્ટર તરીકે થઈ શકે છે. તીવ્ર આયન બીમ હીરામાં ભૌતિક ગુણધર્મોમાં પણ ફેરફાર કરી શકે છે જ્યારે તેમાં સ્ફટિકીય માળખું બદલવા માટે ગોળી ચલાવવામાં આવે છે, જે અવાહકને વાહક બનાવે છે. આ ત્રિ-પરિમાણીય નેનોમીટર-કદની સર્કિટના ઉત્પાદનને મંજૂરી આપશે. આવી સર્કિટના ઉપયોગો સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના ઉદ્યોગને સંપૂર્ણપણે બદલી શકે છે, અને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર જેવી ભાવિ તકનીકો માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે. કારણ કે ભારે આયનો ગામા-રે અથવા એક્સ-રે કરતાં વધુ અસરકારક રીતે તેમની આસપાસના વિસ્તારોમાં ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરે છે, ડિજિટલ પ્રવેગક ડીએનએના ડબલ હેલિક્સને તોડીને પરિવર્તનને પ્રેરિત કરવા માટે એક ઉત્તમ સાધન પણ બનાવશે. પર્યાવરણીય વિજ્ઞાનમાં આની મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગિતાઓ છે. આનુવંશિક ઇજનેરી સાથે પ્રેરિત પરિવર્તનનું સંયોજન એ ખોરાક અને જૈવ ઇંધણની વધુ ઉપજ સાથે પાક વિકસાવવા માટેનો એક આશાસ્પદ અભિગમ છે. બીજી બાજુ, એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ્સ ગુરુના કેન્દ્રમાં ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ દબાણની સ્થિતિ બનાવવા માટે ડિજિટલ પ્રવેગક તકનીકનો ઉપયોગ કરવાની યોજના ધરાવે છે. જીવવિજ્ઞાનીઓ આંતરતારકીય વાતાવરણનું નિર્માણ કરવા અને કોસ્મિક કિરણો અને કોસ્મિક માધ્યમના આંતરતારકીય વાતાવરણમાં જીવનની રચના કેવી રીતે થઈ શકે છે તેનું અન્વેષણ કરવા માટે ડિજિટલ પ્રવેગકનો ઉપયોગ કરવાની પણ યોજના ધરાવે છે. સંદર્ભો સ્ત્રોતો કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર સુવિધાઓ