粒子加速器是费米国家加速器实验室粒子物理研究的引擎。它们产生近似光速的亚原子粒子，科学家们研究这些粒子，以找到使我们的宇宙发挥作用的真相。费米实验的实验依赖于许多不同的加速器，包括一个强大的500英尺长的直线加速器，它可以启动将粒子束发送到不同目的地。
但如果你不进行物理研究，那么加速器有什么用呢?
事实证明，用途相当多：由直线加速器产生的电子束有各种实际用途，例如使汽车中使用的电线耐熔化或净化水。
费米实验室的伊利诺斯加速器研究中心的一个名为加速器应用开发和演示(A2D2)的项目将帮助费米实验室及其合作伙伴探索紧凑型直线加速器的新应用，这种加速器只有几英尺而不是几百英尺。这些紧凑型加速器因其体积小而特别受到关注，它们在工业环境中比粒子物理研究加速器更便宜，更实用，它们比以往任何时候都更强大。
“A2D2有两个方面：一个是研究电子束如何用于改变、修改或处理不同材料的新应用，”费米实验室的物理学家汤姆?克罗克说。“第二个目标是对这些过程是如何发生的有更多的了解。”
为了开发加速器应用的这些方面，A2D2将采用一种紧凑的线性加速器，这种加速器曾在医院用电子束治疗肿瘤。随着一些提高功率的升级，A2D2加速器将准备开始一项新的冒险：探索和测试验证电子束的其他可能用途，这将有助于指定IARC(国际肿瘤研究机构)及其合作伙伴正在开发的新型工业级大功率机器的设计。
不仅仅是费米实验室的科学家们使用A2D2加速器，作为IARC的一部分，任何对电子束应用有新想法的人都可以使用加速器(通常通过正式的CRADA(合作研究和发展合约)或SPP协议)。IARC的目标是与业界合作，探索将基础研究和工具(包括加速器研究)转化为商业应用的方法。
“已经有很多业内人士问我，‘什么时候可以使用A2D2?’”IARC总经理Charlie Cooper说。“A2D2将使我们能够直接为工业应用做出贡献，这是IARC现在提供的具体服务。”
说到混凝土，紧凑型直线加速器的首要应用之一是为道路创造耐用的路面，这种道路不会在寒冷中破裂或在高温下变软。这可以通过用可以使用加速器加强的材料代替传统沥青来实现。额外的强度来自于交联，这是一种在材料层之间产生粘合的过程，几乎就像在纸张之间涂上胶水一样。单张纸容易撕裂，但当两层或多层用胶水连接时，纸就会变得更结实。
IARC的主管BobKephart说：“使用加速器，你可以让路面更持久、更坚固、温度范围更大。”Kephart拥有两项交联水泥固化工艺专利。“基本上，你会像现在一样把路铺好，然后你会把加速器拉过来，突然之间你会把它变成非常坚硬的东西 ，就像你皮卡车上货箱宝(bed liner)。”
这个过程已经引起了美国陆军工程兵团的注意，他们将是A2D2的第一批合作伙伴之一。另一个合作伙伴将是芝加哥大都会水资源回收区，该区将测试紧凑型水净化加速器的效用。许多其他潜在客户也在排队使用A2D2技术平台。
Kephart说：“你基本上可以用电子束来驱动化学反应，而且在许多情况下，电子束比传统技术更有效，因此有很多应用。” “通常你要做的就是做一批东西，然后加热，以使反应发生。电子束可以通过破坏与单个电子的键来发生反应。”
换言之，你可以用电子束轰击一种材料，在很短的时间内达到同样的效果，而不必长时间地加热一种材料以达到引起化学反应的特定热量。
除了利用A2D2加速器探索新的电子束应用之外，IARC的科学家和工程师们正在利用尖端加速器技术设计和建造一种新型便携式紧凑型加速器，这种加速器将把利用A2D2发现的应用从实验室带到野外。与大多数加速器相比，A2D2加速器已经很小了，但是最新的研发使得IARC专家能够缩小尺寸，同时进一步提高他们所提议的加速器的功率。
“我们正在开发的新型紧凑型加速器将为工业提供高功率和高能量，”Cooper说。 “这将使一些过去不可能的事情成为现实。对于诸如环境清理之类的事情，您可以将加速器直接带到现场。”
当IARC团队开发这种便携式加速器时，它应该能够安装在标准拖车上，而A2D2加速器将继续是一个试验如何使用电子束和研究当你这样做时会发生什么的地方。
“这个设施的重点是开发而不是研究，但是会有一些关于辐照样品的研究。“费米实验室的Mike Geelhoed说道，他是A2D2项目负责人之一。 “我们都很兴奋——至少我是。 我们和我们的合作伙伴一直在期待这台机器。我们都希望看到它的表现如何。”
注：货箱宝(bed liner)，有防腐、耐磨、防水等功能，主要应用于各类卡车货车皮卡车翻斗车车厢等。
