میکروترون





میکروترون (سیکلوترون الکترونی)

تاریخچه:


سیکلوترون الکترونی که در طول جنگ جهانی دوم (1944) توسط Valkseler اختراع شد، نظیر بتاترون برای شتاب‌دهنده الکترونی عمل می‌کند. این دستگاه دارای مزیت باریکه پیوسته است، در حالی که بتاترون با چرخه کار -410 ثانیه کار می‌کند. از طرف دیگر انرژیهای قابل حصول توسط میکروترون 10 تا 20 مگا الکترون ولت است که خیلی کمتر از انرژیهای حاصل از بتاترونها می‌باشد.

سازوکار مرحله اول شتابش:


یک شتاب‌دهنده خطی کوتاه که شامل یک کاواک تشدید است دارای بهره انرژی 51.0 می باشد. این مقدار انرژی درست برابر انرژی در حال سکون الکترون است. الکترونها وقتی کاواک را ترک می‌کنند جرمشان دو برابر جرم اول آنها می‌شود. این کاواک در بین قطب‌های مغناطیسی مولد میدان یکنواخت قرار دارد. الکترونها در این میدان یک مدار دایره ای را طی می کنند. هنگامی که الکترونها اولین دور خود را کامل کردند دوباره وارد کاواک می‌شود تا دوباره شتابدار شوند.

سازوکار مرحله دوم شتابش:


دومین شتابش در صورتی موفقیت‌آمیز است که دوره تناوب میدان الکتریکی دقیقا با زمان گردش الکترون در مدارش برابر شود تا اینکه پایداری فاز در فرایند شتابش صورت گیرد و ذره همگام با میدان مغناطیسی حرکت نماید.

در یک چنین موردی فاز الکترونها در شتابش دوم برابر فاز آنها در شتابش اول خواهد بود. آنها کاواک را با سه برابر جرم در حال سکون (m2=3m0) ترک کرده با زمان تناوب t2=3t0) t0 دوره چرخش الکترون در مدارش است) در میدان مغناطیسی ارایه می‌دهند و سپس دوباره وارد کاواک می‌شوند.

شتابش نهایی باریکه ذرات در میکروترون:


ساز و کار مشابهی در چرخش های بعدی اجرا می‌شود. ضرورت یک میدان مغناطیسی یکنواخت در سرتاسر ماشین مانع از رسیدن به کانونش خوب قائم ، نظیر آنچه که اگر میدان کاهنده با شعاع بوجود می‌آورد، می‌شود. این به نوبه خود تعداد دورهایی را که بدون افت زیاد باید انجام شود، محدود می‌کند و در نتیجه انرژی قابل حصول را محدود می‌کند.

مباحث مرتبط با عنوان:




تعداد بازدید ها: 10310