Ciklotronas
Ciklotronas yra dalelių greitintuvas, kurį 1930 m. išrado Ernestas Lawrence'as iš Kalifornijos universiteto Berklyje. Jis pagreitina įkrautas daleles sukdamas jas ratu. Pirmieji ciklotronai buvo plaštakos dydžio. Kai kurie šiuolaikiniai žiediniai greitintuvai naudoja tokio pločio apskritimą kaip miestas.
Ciklotronai naudoja statmeną magnetinį lauką elektronams ir dalelėms išlenkti į pusapskritimio formos kelią veikiant elektriniam laukui. Taikomas elektrinis laukas pagreitina elektronus tarp "D" elektrodų (dar vadinamų "dees") magnetinio lauko srityje.
Greitinantis elektrinis laukas pasikeičia kaip tik tuo metu, kai elektronai užbaigia savo pusiaukelę, todėl jis pagreitina juos per tarpą. Didesniu greičiu jie juda didesniu puslankiu. Kelis kartus pakartoję šį procesą, jie dideliu greičiu išeina iš išėjimo angos.
Modernus ciklotronas spindulinei terapijai
Ciklotrono dažnis
Ciklotrone judantis krūvis, veikiamas pastovaus magnetinio lauko, judės apskritiminiu keliu. Jei apskaičiuojamas vienos orbitos įveikimo laikas:
T = π 2r v = π 2m v q B v = π 2m q B {\displaystyle T={{\frac {2\pi r}{v}}={\frac {2\pi mv}{qBv}}={\frac {2\pi m}{qB}}}
.
Nustatyta, kad periodas nepriklauso nuo spindulio. Todėl, jei kvadratinė banga sklinda kampiniu dažniu qB/m, krūvis spirale sklinda į išorę, didindamas greitį.
Kai tarp abiejų magnetinių polių pusių įjungiama kampinio dažnio ω=qB/m kvadratinė banga, krūvis vėl bus sustiprintas reikiamu metu, kad būtų pagreitintas per tarpą. Taigi pastovus ciklotrono dažnis gali ir toliau greitinti krūvį (kol jis nėra reliatyvistinis).
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra ciklotronas?
Atsakymas: Ciklotronas yra dalelių greitintuvas, kuris pagreitina įkrautas daleles, sukdamas jas ratu.
K: Kas išrado ciklotroną?
A: Ernestas Lawrence'as iš Kalifornijos universiteto Berklyje 1930 m. išrado ciklotroną.
K: Kaip veikia ciklotronas?
A: Ciklotronai naudoja statmeną magnetinį lauką elektronams ir dalelėms išlenkti į pusapskritimio formos kelią veikiant elektriniam laukui. Taikomas elektrinis laukas pagreitina elektronus tarp "D" elektrodų (dar vadinamų "dees") magnetinio lauko srityje. Greitinantis elektrinis laukas pasikeičia kaip tik tuo metu, kai elektronai baigia pusiaukelę, todėl jis pagreitina juos per tarpą. Didesniu greičiu jie juda didesniu puslankiu. Kelis kartus pakartoję šį procesą, jie dideliu greičiu išeina iš išėjimo angos.
Klausimas: Kokio dydžio yra ankstyvieji ciklotronai?
A: Ankstyvieji ciklotronai buvo plaštakos dydžio.
K: Kokio dydžio yra šiuolaikiniai žiediniai greitintuvai?
A: Kai kuriuose šiuolaikiniuose žiediniuose greitintuvuose naudojamas apskritimas, kurio plotis prilygsta miestui.
K: Koks laukas naudojamas ciklotronuose?
A: Ciklotronuose naudojamas statmenas magnetinis laukas, kad elektronai ir dalelės, veikiant elektriniam laukui, būtų išlenkti į pusapskritimį.
K: Kaip ciklotrone pagreitinami elektronai?
A: Elektronai greitinami tarp "D" elektrodų (dar vadinamų "dees") magnetinio lauko srityje veikiant elektriniam laukui.
