KEK digital accelerator
उच्च ऊर्जा त्वरक अनुसंधान संगठन केईके डिजिटल त्वरक (केईके-डीए) केईके 500 एमईवी बूस्टर प्रोटॉन सिंक्रोट्रॉन का नवीनीकरण है, जिसे 2006 में बंद कर दिया गया था। मौजूदा 40 एमईवी ड्रिफ्ट ट्यूब लिनाक और आरएफ गुहाओं को क्रमशः 200 केवी उच्च-वोल्टेज टर्मिनल और प्रेरण त्वरण कोशिकाओं में एम्बेडेड एक इलेक्ट्रॉन साइक्लोट्रॉन अनुनाद (ईसीआर) आयन स्रोत द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। सिद्धांत रूप में, एक डी. ए. सभी संभावित आवेश अवस्थाओं में आयन की किसी भी प्रजाति को गति देने में सक्षम है। केईके-डीए की विशेषता विशिष्ट त्वरक घटकों जैसे कि एक स्थायी चुंबक एक्स-बैंड ईसीआर आयन स्रोत, एक कम ऊर्जा परिवहन लाइन, एक इलेक्ट्रोस्टैटिक इंजेक्शन किकर, हवा में संचालित एक निष्कर्षण सेप्टम चुंबक, संयुक्त-कार्य मुख्य चुंबक और एक प्रेरण त्वरण प्रणाली है। आधुनिक पल्स पावर प्रौद्योगिकी और अत्याधुनिक डिजिटल नियंत्रण को एकीकृत करने वाली प्रेरण त्वरण विधि, तीव्र-चक्र केईके-डीए के लिए महत्वपूर्ण है। भारी आयनों के कम-ऊर्जा वाले इंजेक्शन से जुड़े बीम डायनामिक्स के प्रमुख मुद्दे अवशिष्ट गैस अणुओं के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन कैप्चर और स्ट्रिपिंग के कारण होने वाले बीम का नुकसान और झुकने वाले चुंबकों में अपेक्षाकृत उच्च स्थायी क्षेत्रों के परिणामस्वरूप बंद कक्षा विरूपण हैं। भले ही यह सुनने में परेशान करने वाला लगे, मानव अंग के पास स्थित कैंसर कोशिकाओं की कल्पना करें, जिन कोशिकाओं का इलाज करने की आवश्यकता है। कैंसर कोशिकाओं में डीएनए अणुओं को आयनित करने, अणुओं को तोड़ने और कोशिकाओं को मारने के लिए उच्च ऊर्जा कणों के साथ कैंसर कोशिकाओं को विकिरणित करना सबसे आशाजनक उपचारों में से एक है। डॉक्टर कैंसर कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाने के लिए विकिरण का उपयोग कर सकते हैं लेकिन उनके आसपास की स्वस्थ कोशिकाओं को नहीं। कण चिकित्सा कणों के एक गुण का उपयोग करती है जिसे ऊर्जा स्वभाव का ब्रैग शिखर कहा जाता है। जब कोई कण किसी पदार्थ के माध्यम से यात्रा करता है, तो यह अपने आसपास के वातावरण में ऊर्जा जमा करता है, इससे पहले कि यह पूरी तरह से रुक जाए। यह पता चला है कि आयन रुकने से तुरंत पहले अपनी अधिकांश ऊर्जा खो देते हैं। इस गुण का उपयोग कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए किया जा सकता है जो त्वचा से कुछ दूरी पर स्थित हैं, इसके रास्ते में स्वस्थ ऊतकों को प्रभावित किए बिना। कैंसर के लिए एक और प्रसिद्ध विकिरण चिकित्सा, एक्स-रे चिकित्सा, ऐसा नहीं कर सकती है। ऊर्जा हानि स्पेक्ट्रम बहुत व्यापक है ताकि अधिकांश ऊर्जा आसपास के क्षेत्रों द्वारा अवशोषित हो जाए, जिससे अवांछित क्षेत्रों को नुकसान पहुंचे। यह विशेषता हाल ही में विकसित तकनीक के लिए समान है जिसे इंटेंसिटी-मॉड्यूलेटेड रेडियोथेरेपी CHHIP कहा जाता है। डिजिटल कण त्वरक के पीछे के सिद्धांत का वर्णन करने के लिए भावना और प्रतिक्रिया सही शब्द होंगे। रेडियो-आवृत्ति गुहाओं के बजाय, एक डिजिटल त्वरक वलय प्रेरण त्वरक कोशिका नामक उपकरणों से सुसज्जित होता है। कण एक गुच्छे के रूप में रिंग के चारों ओर यात्रा करते हैं। जब एक आवेशित कण समूह एक बीम संवेदक को पार करता है, तो प्रणाली संकेतों को उठाती है और समूह को तेज करने के लिए आवश्यक पल्स वोल्टेज उत्पन्न करने के समय की गणना करती है, और फिर एक ट्रांसफॉर्मर को सक्रिय करने वाले पल्स वोल्टेज का उत्पादन करती है। तीव्र, अच्छी तरह से नियंत्रित भारी आयन किरण का उपयोग करके, वैज्ञानिक नैनोमीटर के आकार के छेद के साथ जालीदार फिल्टर बनाने में सक्षम होंगे। इस तरह की सामग्री का उपयोग रक्त के लिए हीमोग्लोबिन फिल्टर के रूप में किया जा सकता है। तीव्र आयन किरण हीरे में भौतिक गुणों को भी बदल सकती है जब इसमें क्रिस्टलीय संरचना को बदलने के लिए गोली मारी जाती है, जिससे एक अवरोधक एक संवाहक बन जाता है। यह त्रि-आयामी नैनोमीटर आकार के परिपथों के उत्पादन की अनुमति देगा। इस तरह के परिपथ के अनुप्रयोग अर्धचालक उपकरणों के उद्योग को पूरी तरह से बदल सकते हैं, और क्वांटम कंप्यूटर जैसी भविष्य की तकनीकों के लिए उपयोगी हो सकते हैं। चूँकि भारी आयन अपने परिवेश में ऊर्जा को गामा-किरणों या एक्स-किरणों की तुलना में बहुत अधिक कुशलता से स्थानांतरित करते हैं, एक डिजिटल त्वरक भी डीएनए के दोहरे हेलिक्स को तोड़कर उत्परिवर्तन को प्रेरित करने के लिए एक उत्कृष्ट उपकरण बनाएगा। पर्यावरण विज्ञान में इसके महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं। आनुवंशिक इंजीनियरिंग के साथ प्रेरित उत्परिवर्तन का संयोजन खाद्य और जैव ईंधन की अधिक पैदावार वाली फसलों को विकसित करने के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है। दूसरी ओर, खगोल भौतिकीविद बृहस्पति के केंद्र की तरह उच्च तापमान, उच्च दबाव की स्थिति बनाने के लिए डिजिटल त्वरक तकनीक का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं। जीवविज्ञानी अंतरतारकीय वातावरण का उत्पादन करने के लिए डिजिटल त्वरक का उपयोग करने और यह पता लगाने की भी योजना बना रहे हैं कि ब्रह्मांडीय किरणों और ब्रह्मांडीय माध्यम के अंतरतारकीय वातावरण में जीवन कैसे बनाया जा सकता है। संदर्भ स्रोत कण भौतिकी सुविधाएँ