"Циклотрон" - что это такое, определение термина
- Циклотрон
- — это ускоритель заряженных частиц, в котором частицы движутся по спиральной траектории под действием постоянного магнитного поля и высокочастотного электрического поля. Он используется для разгона протонов, электронов и других частиц до высоких энергий в научных и медицинских целях.
Детальная информация
Циклотрон представляет собой тип ускорителя частиц, используемого для разгона заряженных частиц, таких как протоны или дейтроны, до высоких энергий. Его работа основана на сочетании постоянного магнитного поля и переменного электрического поля. Частицы движутся по спиральной траектории, увеличивая скорость с каждым оборотом. Это достигается за счёт синхронизации частоты изменения электрического поля с частотой обращения частиц.
Конструкция включает две полые металлические камеры, называемые дуантами, расположенные в магнитном поле. Между дуантами прикладывается высокочастотное напряжение, создающее ускоряющее электрическое поле. Частицы, инжектированные в центр устройства, начинают движение под действием магнитного поля. При каждом прохождении через зазор между дуантами они получают дополнительную энергию.
Преимуществом является компактность по сравнению с линейными ускорителями при достижении аналогичных энергий. Это связано с многократным использованием одного и того же ускоряющего промежутка. Однако на высоких энергиях проявляются релятивистские эффекты, нарушающие синхронизацию, что ограничивает максимальную достижимую энергию.
Применение охватывает различные области:
- Ядерная физика для изучения структуры атомных ядер.
- Медицина, где используется для производства радиоизотопов, применяемых в диагностике и терапии.
- Промышленность, например, для модификации материалов путём ионной имплантации.
Развитие технологии привело к созданию более сложных ускорителей, таких как синхротроны, но остаётся востребованным благодаря простоте и надёжности.