新一代的粒子加速器旨在以癌症治疗、药物检测及材料这些线性加速器是如此紧凑，以至于它们变得可以负担得起，甚至在小型医院、机场和实验室。
为了支持这一发展，弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所(IWS)与位于瑞士的欧洲核研究组织(CERN)、拉脱维亚的里加技术大学(RTU)和米兰理工大学(PoliMi)共同致力于激光技术新利18官方当前位置作为I.FAST项目的一部分，研究人员首次在全球范围内成功实现了对加速器的创新，该项目由欧盟委员会的“地平线2020”项目共同资助，旨在加强加速器中的创新加法制造e纯铜线性加速器必不可少的四极元件。
这一成功为这种基于高频无线电四极杆(HF-RFQ)原理的系统的商业生产和实际使用开辟了新的前景。例如，这些系统可以用于机场更好、更自动化的毒品和武器检查。科学家们看到了3D铜打印的巨大潜力:“这种方法将使我们大大减少制造时间，”弗劳恩霍夫国际科学研究所纯铜和铜合金增材制造专家萨米拉·格鲁伯预测说。例如，快速成型将成为推动加速器技术未来发展的可能。此外，与传统工艺相比，增材制造可以节约材料，从而降低铜的资源消耗。
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什么是四极加速器?
如果这些紧凑型加速器被更广泛地接受，这些争论将发挥主要作用。这是因为基于CERN开发的一项新技术的高频四极杆是新一代设备的关键部件和起搏器。
在四极中，四个交替的电极面对面，像花瓣一样围绕中心粒子的轨迹排列。如果使用者施加交流电，迅速变化的电场就会建立起来。这些电场在波状电极尖端之间发送粒子，使它们随着每一个四极通过的“电极花瓣”越来越接近光速。与它们通常巨大的地下兄弟环加速器不同，这些线性加速器通常只占一个客厅的空间。
用于组件优化的绿色激光
由于系统在长期运行过程中产生大量废热，四极杆是用纯铜制成的。这种金属导电导热性特别好。然而，到目前为止，四极杆的生产一直非常复杂:它们是从半成品磨成形状，然后由大量独立的部件组装而成。
因此，Fraunhofer IWS、RTU和PoliMi的研究人员现在开发了一种替代方案:他们用绿色激光熔化纯铜粉。由熔化的金属形成四极的四分之一节。在这个过程中，他们节省材料，它是不需要的组件强度。另一方面，在传统的金属加工方法中，这种组件优化非常耗时，在某些地方甚至根本不可行。因此，新的生产方法减少了铜的消耗，并提供了更轻的四极杆段，可以在一天内组装。
随着绿色激光粉末床融合系统体积的增加，将很快使整个四极杆段能够通过3D打印生产出来。新利18官方尽管如此，现在生产的季度分段也已经能够用于下一个项目阶段:例如，添加制造的组件具有粗糙的表面拓扑。因此，必须对原型进行分析，是否以及如何对3D打印四极进行抛光，例如，通过等离子、电化学或激光抛光。新利18官方项目议程还包括测试，以确定加速器的轻微磨损是否以及如何使用增材制造技术进行修复，而无需报废整个部件。”此外，我们还打算研究其他哪些材料和组件可以用于加速剂的增材制造。”Samira Gruber解释道。
可用于质子治疗
毕竟，对线性加速器感兴趣的不仅仅是粒子物理学家。在医学应用领域，它们可以用于质子治疗腹部或脑部特别隐蔽的肿瘤，以及用于医学同位素生产。欧洲核子研究中心正在探索四极加速器的其他应用，包括用于检验艺术杰作的材料分析。
加速器传达了相当大的市场机会。加州行业专家Robert Hamm和Marianne E. Hamm在他们2012年的分析“工业加速器及其应用”中估计，目前全球大约有30,000个加速器在使用中。根据这项研究，世界各地的公司和研究机构每年使用这些系统生产和分析价值5000亿美元的工业产品。
