Tsüklotron on
Tsüklotron on osakeste kiirendi tüüp, mille leiutas 1930. aastal Ernest Lawrence California Ülikoolist Berkeley's. See kiirendab laetud osakesi, keerutades neid ringis. Esimesed tsüklotronid olid käe suurused. Mõned kaasaegsed ringkiirendid kasutavad linna laiust ringi.
Tsüklotronid kasutavad risti magnetvälja, et painutada elektronid ja osakesed poolringikujulisele teele rakendatud elektrivälja abil. Rakendatud elektriväli kiirendab elektrone magnetvälja piirkonna D-elektroodide (mida nimetatakse ka "deeks") vahel.
Kiirendav elektriväli pöördub just siis, kui elektronid lõpetavad oma poolringi, nii et see kiirendab neid üle lõhe. Suurema kiirusega liiguvad nad suurema poolringi ulatuses. Pärast selle protsessi kordamist mitu korda tulevad nad suure kiirusega väljumisava kaudu välja.
Kaasaegne tsüklotron kiiritusravi jaoks
Tsüklotroni sagedus
Tsüklotronis liikuv laeng liigub konstantse magnetvälja mõjul ringikujulisel teel. Kui arvutatakse ühe orbiidi läbimise aeg:
T = π2 r 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}}}
.
Leitakse, et periood ei sõltu raadiusest. Seega, kui rakendatakse ruutlaine nurksagedusega qB/m, siis laeng pöörleb spiraalselt väljapoole, suurendades kiirust.
Kui magnetpooluste kahe külje vahele rakendatakse ruudulaine nurksagedusega ω=qB/m, siis kiirendatakse laengut just õigel ajal uuesti, et kiirendada seda üle lõhe. Seega võib konstantne tsüklotronsagedus jätkata laengu kiirendamist (seni, kuni see ei ole relativistlik).
Küsimused ja vastused
K: Mis on tsüklotron?
V: Tsüklotron on teatud tüüpi osakeste kiirendi, mis kiirendab laetud osakesi, keerutades neid ringiratast.
K: Kes leiutas tsüklotroni?
V: Ernest Lawrence California Ülikoolist Berkeley's leiutas tsüklotroni 1930. aastal.
K: Kuidas töötab tsüklotron?
V: Tsüklotronid kasutavad risti magnetvälja, et painutada elektrivälja abil elektrone ja osakesi poolringikujulisele teele. Rakendatud elektriväli kiirendab elektrone magnetvälja piirkonna D-elektroodide (mida nimetatakse ka "deeks") vahel. Kiirendav elektriväli pöördub just siis, kui elektronid lõpetavad oma poolringi, nii et see kiirendab neid üle lõhe. Suurema kiirusega liiguvad nad suurema poolringi ulatuses. Pärast selle protsessi kordamist mitu korda tulevad nad suure kiirusega väljumisava välja.
K: Milline on varajase tsüklotroni suurus?
V: Varased tsüklotronid olid käe suurused.
K: Kui suured on tänapäeva ringkiirendid?
V: Mõned kaasaegsed ringkiirendid kasutavad linna laiust ringi.
K: Millist välja kasutatakse tsüklotronites?
V: Tsüklotronid kasutavad risti magnetvälja, et painutada elektrivälja abil elektrone ja osakesi poolringikujulisele teele.
K: Kuidas kiirendatakse elektrone tsüklotronis?
V: Elektronid kiirendatakse magnetvälja piirkonna D-elektroodide (mida nimetatakse ka "deeks") vahel rakendatud elektrivälja abil.
