Ano ang isang cyclotron?

Ang isang cyclotron ay isang uri ng accelerator ng butil na gumagamit ng isang palaging magnetic field at alternating electric field upang mapabilis ang isang maliit na butil sa isang paggalaw ng spiral.Ang mga ganitong uri ng mga accelerator ng butil ay kabilang sa mga unang nilikha at may maraming mga pakinabang sa mga maagang linear accelerator, tulad ng mas maliit na mga kinakailangan sa laki.Habang ang mga pagsulong sa teknolohiya ay gumawa ng mas kumplikadong mga uri ng mga accelerator ng butil na posible, mayroon pa ring ilang mga gamit para sa mga cyclotrons sa maraming iba't ibang mga patlang.Ang isang cyclotron ay maaari pa ring magamit sa eksperimento sa pisika, lalo na bilang isang maagang bahagi ng isang multi-stage accelerator.isang bilang ng iba't ibang mga gamit.Ang pagpabilis ng butil ay karaniwang nangangailangan ng isang medyo mahusay na distansya upang payagan ang mga particle na dumating sa sapat na bilis para magamit sa mga eksperimento.Ang disenyo ng isang cyclotron, gayunpaman, ay nagbibigay -daan para sa mas maliit na mga accelerator na magamit upang mahusay na epekto, dahil ang butil ay gumagalaw sa isang pabilog na paggalaw at naglalakbay sa isang malaking distansya nang hindi nangangailangan ng isang mahabang tuwid na koridor para sa pagpasa.Pares ng mataas na pinalakas na mga electrodes, ang bawat isa ay hugis tulad ng isang "D" na may mga patag na panig patungo sa bawat isa, upang lumikha ng isang kumpletong pabilog na hugis.Simula sa gitna ng bilog, ang isang maliit na butil ay nagsisimula na lumayo mula sa gitna, ngunit sa pamamagitan ng paggamit ng pang -akit at pagtanggi, sa halip ay hinila ito sa isang pabilog na paggalaw.Ang mga diode na kahaliling singil sa pagitan nila upang ang butil ay pinabilis patungo sa isa, pagkatapos ay ang mga curves sa paligid habang ito ay itinulak ng isang iyon at naakit sa isa pa, pagkatapos ay magpapatuloy ang pattern sa pagitan ng dalawang electrodes.Ito ay lilikha ng isang perpektong pabilog na paggalaw kung naiwan lamang, ngunit ang isang magnetic field ay nilikha sa pagitan ng dalawang diode, na kung saan ay patayo sa pabilog na paggalaw ng butil.pumasa sa pagitan ng dalawang electrodes ito ay inilipat ng kaunti mula sa gitna ng bilog.Sa pamamagitan ng paglipat ng butil na bahagyang palabas, ang landas na kinukuha sa panahon ng pagpabilis ay nagiging isang panlabas na lumalagong spiral sa halip na isang bilog.Pinapayagan nito ang butil na kalaunan ay hampasin ang isang target na lugar sa loob ng yunit ng paglalagay, kung saan maaari itong mai -redirect para sa karagdagang pag -aaral o paggamit.

Ang isa sa mga pangunahing disbentaha ng isang cyclotron ay ang target na lugar ay maaari lamang magamit para saAng isang maliit na butil na naglalakbay sa bilis na maaaring maayos na kinakalkula gamit ang Newtonian Physics.Ang mas mataas na bilis ay magiging sanhi ng mga relativistic effects na maganap, at ang target ay hindi masaktan nang maayos, nangangahulugang ang isang cyclotron ay hindi karaniwang makagawa ng mga antas ng pagbilis na mas bago, linear accelerator.Ang mga isochronous cyclotrons ay binuo, gayunpaman, na maaaring magbayad para sa mga relativistic na pagbabago sa butil, at maaaring maging epektibo.