تاریخچه ی:
بتاترون
V{maketoc}
! ضرورت کشف شتابدهنده بتاترون:
به خاطر اینکه در ((سیکلوترون|شتاب دهنده سیکلوترون)) در اثر اعمال ولتاژ زیاد سرعت ذره بالا می رود و در سرعتهای زیاد جرم ذره افزایش پیدا کرده و برای ذره سبکی مپل الکترون این تغییرات جرم (از ((جرم سکون)) به ((جرم نسبیتی)) ) قابل توجه خواهد بود. از طرف دیگر در یک چنین شرایطی ذرات مور شتابش با ((میدان مغناطیسی)) همگامی نخواهد داشت.
در نتیجه آن ((پایداری فاز در شتابدهنده|پایداری فازی)) برای ذره وجود نخواهد داشت. به عبارتی ذره در امر شتابش از میدان عقب میماند و فرایند شتابش موفقیت آمیز نخواهد بود. بنابرین برای رفع این نقایص از شتاب دهنده بتاترون برای شتابش ذرات سبک در انرژیهای بالا استفاده میکنند.
! سازوکار شتابش در ماشین بتاترون:
((میدان مغناطیسی)) در ماشینی بهنام بتاترون برای به شتاب درآوردن ((الکترون)) در مدار دایرهای بهکار میرود ویژگی مشخصه آن غیاب هر نوع الکترود برای تولید ((میدان الکتریکی)) است. در ماشین های شتابدهنده های ایستایی میدان الکتریکی تنها عامل موثر در شتابدهی ((ذرات باردار|ذره باردار)) است. در اینجا میدان الکتریکی از تغییرات زمانی ((میدان مغناطیسی|میدان مغناطیس)) حاصل میشود.
! ((نیروی محرکه الکتریکی القایی|میدان الکتریکی القایی)) عامل شتابش:
تغییرات ((شار مغناطیسی)) در سراسر یک سطح موجب القا در طول یک منحنی بسته که آن سطح را محدود می کند، میشد که طبق رابطه زیر داده شده است: V=dφ/dt که در آن j شار مغناطیسی و dφ/dt میزان تغییرات شار در زمان است.
اکنون الکترونی را در نظر بگیرید که تحت تاثیر ((میدان مغناطیسی)) مدار دایرهای شکل را می پیماید. در صورتی که میدان با زمان تغییر کند (برای مثال افزایش یابد) شار احاطه شده توسط مدار نیز تغییر کرده و ولتاژی را القا میکند و در نتیجه ((میدان الکتریکی)) E در طول این مدار توسط رابطه زیر داده می شود.
E=-V/2πr= (1/2πr) dφ/dt=(r/2)dB/dt
که در آن φ=π2 است. در رابطه فوق B میدان مغناطیسی متوسط درون مدار است. r در مشتقگیری اخیر ثابت نگهداشته شده است.
! تغییرات مدار شتابش ذرات در اثر میدان:
میدان الکتریکی بسته به اینکه شار در زمان افزایش یابد یا کاهش پیدا کند، هر دو علامت را دارا خواهد بود. ((نیروی الکتریکی|نیروهای الکتریکی)) موجب افزایش ((انرژی)) الکترون می شود و به تناسب مدار پهن میشود.
انبساط مدار در صورت کاهش ((میدان مغناطیسی)) در زمان اجتناب ناپذیر است. اما اینکه افزایش در میدان مغناطیسی می تواند این تمایل به افزایش شعاع را جبران کرده و موجب بوجود آمدن بطور کلی یک مدار ایستاوار برای کل فرآیند شتابش شود درک کردنی است. دقیقا این یک نکته اساسی در بتاترون است.
! مباحث مرتبط با عنوان:
*((الکترون))
*((پایداری فاز در شتابدهنده))
*((پروتون))
*((سیکلوترون))
*((شتابدهنده معمولی))
*((شتابدهنده ذرات))
*((شتابدهنده وان دوگراف))
*((شتابدهنده ذرات بنیادی))
*((شتابدهنده خطی))
*((شتابدهنده خطی پروتون))
*((میدان مغناطیسی))
*((نیروی الکتریکی))