用加速器打碎粒子看世界

现在人类对客观世界的认识，已经深入到亚原子级别了。科学家们通过建造各种各样的加速器，去轰击各种微观粒子，探寻自然界的原理。

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A 加速器的起源

大约在1909年，卢瑟福通过α射线轰击金箔的散射实验发现了在原子里面存在原子核的事实。大约十年后，卢瑟福离开曼彻斯特，担任了卡文迪许实验室主任。在曼彻斯特的最后一年以及在剑桥的最初几年，他都在用α射线轰击各种原子核，发现质子的同时，也证明了原子核可以被人工改变。当年卢瑟福还没有加速器，用来轰击的α射线只能来源于天然放射性核素。

大约到了1930年，一位美国科学家劳伦斯开始建造粒子回旋加速器。此后，众多科学家尝试用不同的方法将粒子加速并互相碰撞，从而产生更多新的粒子，渴望一窥微观世界的究竟。

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随后，如雨后春笋般，各种各样的功能强大的加速器被制造了出来。劳伦斯被授予1939年诺贝尔物理学奖，元素周期表里面的第103号元素铹（Lr）以他的名字命名。

B 加速器的基本原理

现代的加速器已经是一个大家族了，有沿着直线跑道不拐弯的直线加速器、有一圈一圈跑的回旋加速器等多种形式。加速器利用电场和磁场的结合，操纵粒子（比如质子）沿着一定的轨道直线或环运动，同时把它们提升到越来越高的能量水平。然后可以让这些粒子飞出去碰撞，并把能量传递给被碰撞的目标。

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根据爱因斯坦的质能转换公式，能量越高，产生大质量粒子的可能性也越大。科学家们通过加速器，设计了各种各样的对撞机，寻找这些转瞬即逝的新粒子，从而使一些基础科学的推论得到验证。

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C 加速器的应用

虽然加速器最初诞生时，是核物理研究的工具。第二次世界大战爆发后，加速器开始扩展到基础研究以外的领域。射线辐射技术在工程、医药、生物学等方面有着广泛的应用，以此为目的的低能加速器也随之发展了起来。

加速器能够产生多种射线，在辐射加工、无损检测、辐照育种、杀虫灭菌、医用诊疗等多个领域发挥了作用。

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加速器和其他依靠放射性核素衰变的辐射源相比，具有十分明显的优点：只要开关一断电就马上没有了核辐射。这使得加速器在核技术应用领域可以大显身手。

思考题：中子能否用加速器进行加速？若不行，可以用什么方式加速中子？

来源：中国核学会

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