El Acelerador Lineal es un dispositivo diseñado para impartir altas energías a partículas cargadas, superando las limitaciones de los procedimientos de dos electrodos.
Funciona mediante una serie de tubos alineados en un recinto al vacío, donde se aplica corriente alterna de bajo voltaje.
A medida que un haz de iones atraviesa estos tubos, se acelera repetidamente en los entrehierros, aprovechando la atracción de cargas opuestas, lo que permite alcanzar velocidades significativas.
El procedimiento de dos electrodos no permite obtener diferencias de potencial en exceso de varios megavoltios, por lo cual se han diseñado aparatos que imparten energías superiores mediante repetidas aceleraciones en entrehierros a los que se aplica corriente alterna de voltaje relativamente bajo. Estos dispositivos constan de una serie de tubos, cuya longitud aumenta gradualmente, alineados dentro de un recinto donde se hace el vacío. Los de número impar se conectan a uno de los polos de un generador de corriente alterna de alta frecuencia y los pares al otro, de forma que en cualquier momento la carga de unos y otros sea de signo contrario. Un
haz de iones introducido en el primer tubo lo atraviesa a velocidad constante, pero se acelera en el entrehierro al ser atraído por la carga de signo opuesto del segundo tubo. El proceso se repetirá entre cada dos tubos si el ion alcanza el entrehierro en el momento en que cambia la fase, lo que se consigue dando a los tubos una longitud proporcional a la velocidad de los iones que los recorren. Un ion que se mueve con una velocidad igual a la mitad de la de la luz recorre 1 km en 6/1000000 de segundo; para que el aparato no tenga una longitud desmesurada, la corriente debe cambiar de sentido en mucho menos tiempo o los iones habrán de moverse más lentamente. En el primer acelerador lineal práctico, construido en los Estados Unidos por Sloan y Lawrence el año 1931, se emplearon iones muy pesados y por lo tanto más lentos, que no tienen utilidad como proyectiles para el bombardeo de núcleos. Después de la II Guerra Mundial se dispuso de magnetrones capaces de producir corrientes alternas muy potentes y de frecuencias tan altas como 3000 Mcl, es decir, que cambian de sentido dos veces en 1/3000000000 de segundo. En este tiempo una partícula con velocidad mitad de la de la luz sólo recorre unos 50 mm y en esta distancia pueden situarse dos tubos. En un aparato de este tipo, construido por el físico norteamericano L. W. Álvarez, de unos 12 m de largo y que funciona a 200 Mcl, se introdujeron protones procedentes de un generador de Van de Graaf de 4 MeV y al salir de él llevaban una energía de 32 MeV. Como una partícula a 2 MeV alcanza una velocidad casi igual a la de la luz, los tubos de estos aparatos son de longitud casi idéntica.
El de la Universidad de Stanford, con 75 mm de diámetro y 66 m de longitud, opera a 3000 Mcl. Los electrones, arrastrados por una onda electromagnética, alcanzan normalmente 600 MeV, pero el límite máximo de energía es 1000 MeV. Los aceleradores lineales producen haces densos de iones.
