CERN展示3D打印的粒子加速器四极子组件

近日，欧洲核子研究中心（CERN）展示了一个3D打印的粒子加速器的四极子组件。该组件采用了纯铜材料，可以加强加速器的创新应用。

目前全球正在使用的粒子加速度超过30000多种，其中绝大多数用于医疗保健、环境和工业研究。3D打印的加速器四极子组件体积更小，成本更低，可以让更多的用户使用粒子加速器。

CERN表示，他们研发这个四极子组件主要是为了研发新一代的粒子加速器，旨在将癌症治疗、药物检测和材料分析提升到更高的水平。根据设计，新一代的粒子加速器结构更为紧凑，成本更低，机场、实验室和小型医院都能承担的起。

新一代的粒子加速器基于高频射频四极子(HF-RFQ)的原理开发。在四极中，四个交替极电极像花瓣一样围绕着中心粒子轨迹排列。如果用户施加交流电压，快速变化的电场将会积累起来。电场将粒子发送到波状电极尖端之间，使它们更接近光速，

由于该系统发热量大，因此四极子都由纯铜制成，而且制造工艺复杂，首先需要制作一个半成品基体，然后再组装大量的零件。这种加工方面不仅费时费力，而且对工艺要求高，一些地区都不具备这样的加工能力。为此，CERN和弗劳恩霍夫IWS、里加理工大学、米兰理工大学合作，使用绿色的激光，3D打印了纯铜的四极子组件。不仅减少了铜材料的损耗，也加快了制造时间，只需一天即可完成一个四极子的制作。