Cyklotron - budowa działanie i zastosowanie

CYKLOTRON to akcelerator cykliczny, który został zbudowany przez Lawrance’a w roku 1930.

Na początku wyjaśnię, co to jest takiego ten akcelerator. Otóż jest to urządzenie służące do przyspieszania cząstek naładowanych, a więc nadawania im wartości energii kinetycznej. Do tego celu wykorzystuje się pola elektryczne i magnetyczne, z którymi oddziałują cząstki obdarzone ładunkiem.

Podstawowym elementem cyklotronu są dwie elektrody, tzw. duanty. Tworzą one kondensator w formie wydrążonego walca, przeciętego wzdłuż . Cyklotron posiada również silny magnes, źródło jonów oraz generator zmiennego pola magnetycznego.

ZASADA DZIAŁANIA

Do duantów doprowadza się zmienne napięcie o częstotliwości od kilku do kilkudziesięciu MHz. Okres przyłożonego do duantów napięcia powinien być równy okresowi obiegu cząstki po okręgu. Przy każdym przejściu przerwy między duantami cząstka uzyskuje pewną porcję energii. Maksymalny przyrost energii Osiąga cząstka wówczas, jeżeli przechodzi przez przerwy w momentach występowania maksymalnych wartości napięcia na duantach. Dlatego częstotliwość napięcia doprowadzonego do duantów musi być zsynchronizowana z okresem obiegu cząstek. Cząstka w ciągu każdego półokresu przechodzi przez szczelinę i zmienia równocześnie promień swojej orbity. Po osiągnięcie maksymalnego promienia przyspieszone cząstki są wyprowadzane na zewnątrz duantów za pomocą ujemnie naładowanej elektrody noszącej nazwy deflektora. Cyklotron opuszczający strumień cząstek jest kierowany na tarczę.

ZASTOSOWANIE

Przy użyciu cyklotronu można uzyskiwać cząstki o ogromnych energiach, wykorzystywać je do badań naukowych, naukowych ostatnio także do niszczenia komórek nowotworowych.