Question

Jak działa, jak jest zbudowany i do czego służy cyklotron? Z przykładami jak możecie :)

Answer 1

Ajprostsza i pierwsza historycznie forma akceleratora cyklicznego cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym.
W akceleratorach cyklicznych, także w cyklotronie, przyspieszane cząstki poruszają się po torach zbliżonych do kołowych, przebiegając wielokrotnie przez obszar w którym są przyspieszane.
Cyklotron składa się z elektromagnesu wytwarzającego pole magnetyczne i komory próżniowej, w której umieszczono dwie półkoliste elektrody zwane duantami. Między elektrodami wytwarzane jest za pomocą generatora wysokiej częstotliwości zmienne pole elektryczne. W centrum cyklotronu znajduje się źródło cząstek (cząsteczek) naładowanych elektrycznie lub cząsteczki te są wprowadzane z zewnątrz. Jeżeli częstotliwość generatora jest równa częstotliwości obiegu cząstek, to są one przyspieszane podczas przelotu między duantami. Cząstki o innym czasie przelotu są okresowo przyspieszane i hamowane i w końcu uderzają w duanty. Cząsteczki o większej energii poruszają się po większym promieniu. Gdy promień toru ruchu cząstki jest odpowiednio duży, może ona opuścić akcelerator; pomocna w tym może być dodatkowa elektroda kierująca cząstki w odpowiednią stronę.

Answer 2

Najprostsza i pierwsza historycznie forma akceleratora cyklicznego cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym.
Obecnie cyklotrony są używane do:

* wytwarzania wiązki cząstek o określonej wysokiej energii używanych głównie do prowadzenia badań podstawowych oraz wykorzystywanych praktycznie np. w leczeniu nowotworów,
* uzyskiwania promieniowania rentgenowskiego o określonej częstotliwości w wyniku zjawiska promieniowania cyklotronowego,
* produkcji izotopów o krótkim czasie połowicznego rozpadu używanych w PET
* selekcjonowania cząstek w spektrometrach masy.
Cyklotron składa się z elektromagnesu wytwarzającego pole magnetyczne i komory próżniowej, w której umieszczono dwie półkoliste elektrody zwane duantami. Między elektrodami wytwarzane jest za pomocą generatora wysokiej częstotliwości zmienne pole elektryczne. W centrum cyklotronu znajduje się źródło cząstek (cząsteczek) naładowanych elektrycznie lub cząsteczki te są wprowadzane z zewnątrz. Jeżeli częstotliwość generatora jest równa częstotliwości obiegu cząstek, to są one przyspieszane podczas przelotu między duantami. Cząstki o innym czasie przelotu są okresowo przyspieszane i hamowane i w końcu uderzają w duanty. Cząsteczki o większej energii poruszają się po większym promieniu. Gdy promień toru ruchu cząstki jest odpowiednio duży, może ona opuścić akcelerator; pomocna w tym może być dodatkowa elektroda kierująca cząstki w odpowiednią stronę.

Answer 3

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

Akcelerator 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.