综述：小型粒子加速器的原理与应用综述

《Instruments》：Small Accelerators, Big Impact

　　粒子加速器已成为基本带电粒子与束流物理研究、医学诊断与治疗、安全筛查以及其他诸多领域中不可或缺的工具。少数大型GeV级机器——通常被称为"大科学"——推动着科学发现，而数千台小型加速器则服务于日常生活需求，当使用电子束时，它们主要作为X射线源。当keV至MeV能量范围的电子束轰击高Z（高原子序数）靶材料时，会产生韧致辐射光子，其与物质的相互作用由光电效应、康普顿散射和电子对产生三种机制主导，每种机制在不同能量区间占主导地位，且该区间还取决于吸收材料的原子序数。若能量和材料参数匹配得当，小型加速器即可产生如此显著的效果，而这些相互作用可被加以利用，以产生材料特异性特征。另一方面，离子束在材料中沉积能量，被用于产生伽马射线和中子、微观结构分析以及其他许多应用。本文综述了数种小型加速器的工作原理及其潜在应用，为其在现代科学与技术中的作用提供了一种统一视角。