Lineární urychlovače jsou alfou a omegou radioterapie. Pomocí nich se provádí většina terapeutického ozáření. Jejich princip je využíván u mnoha dalších modalit, jako např. Tomoterapie, CyberKnife, Kyvadlová terapie (VMAT, RapidArc). Tyto modalaity se vlastně liší jen technologií a technikou aplikace, ve všech případech však dochází k urychlování fotonů.
Lineární urychlovače urychlují nabité částice působením elektrického pole během jejich pohybu po lineární přímkové dráze. V urychlovačích jsou ionty nebo elektrony urychlovány elektrickým polem a využívá se buď svazku těchto nabitých částic, nebo sekundárních částic vznikajících při interakčních procesech na vhodných terčících. Lineární urychlovač se často zkráceně nazývá Linac (Linear accelerator). Můžeme je rozdělit na elektrostatické (vysokonapěťové) a vysokofrekvenční.
Jsou tvořeny zdrojem vysokého napětí a urychlovací trubicí. Je to vakuová trubice, na katodovém konci se žhavenou spirálou a na anodovém s terčíkem
z wolframu nebo ze zlata kam dopadají urychlené elektrony. Terčík se stává zdrojem záření X. Mezi katodou a anodou je trubicový systém urychlovacích elektrod.
Elektronové dělo emituje elektrony do urychlovacího systému (válcové elektrody), mezi nimiž je rozloženo postupně vzrůstající napětí. Mezi elektrody je rozdělen celkový potenciál získaný vysokonapěťovým zdrojem, to umožňuje rozložit urychlovací proces podél celé osy trubice, současně dochází k soustředění (fokusaci) svazku elektronů. Elektrostatickým polem jsou částice postupně urychlovány.
Urychlovací elektrody jsou napájeny vysokým napětím z elektrického kaskádního násobiče (soustava vhodně zapojených diod a kondenzátorů) nebo Van de Graafova generátoru.
Tyto urychlovače jsou tvořeny urychlovací trubicí s řadou válcových elektrod, připojených ke zdroji vysokofrekvenčního napětí konstantní frekvence, elektrody jsou připojeny ke zdroji střídavého napětí. Liché válce jsou připojeny k jednomu pólu vysokofrekvenčnímu napětí, sudé válce k druhému. Pokud se kladná částice přiblíží k elektrodě s opačným nábojem, dojde k zvýšení její kinetické energie a částice zvyšuje svou rychlost. Je-li synchronizace mezi délkou elektrod, frekvencí a napětí volena tak, aby se vždy během průchodu částice mezi jednotlivými elektrodami tak obrátila polarita střídavého napětí, budou se tyto částice při průchodu každou elektrodou opakovaně urychlovat.
Vývojem lineárních urychlovačů docházelo stále k zvyšování frekvence, přičemž místo válcových elektrod se používají dutinové rezonátory. Moderní lineární urychlovače využívají k urychlení částic vlnovod, rozdělený vhodnými diskovými výběžky na řadu rezonančních dutin napájeného frekvencí několika GHz (nejčastěji 3 GHz) z klystronu nebo magnetronu.
