Циклотрон

Відео: Круті Винаходи 2017 - Циклотрон

Схема принципу дії циклотрона з поданого Лоуренсом патенту циклотрон 1939 циклотрон - циклічний прискорювач важких заряджених частинок.
Циклотрон дозволяє прискорювати іони без застосування джерел високої напруги за рахунок багаторазового попадання частинок в область прискорення.
Циклотрон складається з двох порожнин - дуантов, між якими докладено високочастотне електричне поле. Усередині дуантов електричного поля немає, зате є сильне магнітне поле, створене потужними магнітами. Джерело іонів розташоване в центрі. Усередині дуантов іони рухаються по колу, радіус якого визначається їх швидкістю. У проміжку між дуантами іони потрапляють в електричне поле, яке змінюється з такою частотою, щоб кожен раз прискорювати частинки. При збільшенні швидкості частинок збільшується їх циклотронний радіус, тобто частинки, прискорюючись, віддаляються від центру до периферії. На зовнішньому радіусі циклотрона, там, де частинки мають найбільшу енергію, встановлюються мішені.


Циклотрон може прискорювати лише нерелятивістську частки, тобто такі, енергія яких мала в порівнянні з власною масою спокою. Для прискорення електронів він не годиться, оскільки маса спокою електрона дорівнює приблизно 0,5 МеВ.
Причина такого обмеження в тому, що при збільшенні енергії іона зростає його маса. В такому випадку зменшується циклотронна частота частинки і вона вже не потрапляє в фазу зі зміною електричного поля, зробивши півоберту. Для подолання цього обмеження сконструйовані інші прискорювачі, наприклад, Фазотрон, ізохронна циклотрони т.п., в яких напруженість магнітного поля або частота зміни електричного поля змінюється від центру до периферії.
Перший циклотрон сконструював в 1929 році Ернест Лоуренс в Університеті Берклі, Каліфорнія, за що в 1939 році був нагороджений Нобелівською премією з фізики.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!