sincrociclotrón
Un sincrociclotrón es un tipo especial de ciclotrón , patentado por Edwin McMillan , en el que la frecuencia del campo eléctrico RF impulsor varía para compensar los efectos relativistas a medida que la velocidad de las partículas comienza a acercarse a la velocidad de la luz . Esto contrasta con el ciclotrón clásico, donde esta frecuencia es constante. [1]
Hay dos diferencias principales entre el sincrociclotrón y el ciclotrón clásico. En el sincrociclotrón, solo un dee (electrodo de lámina de metal en forma de "D" hueca) conserva su forma clásica, mientras que el otro polo está abierto (ver boceto de patente). Además, la frecuencia del campo eléctrico oscilante en un sincrociclotrón disminuye continuamente en lugar de mantenerse constante para mantener la resonancia del ciclotrón para velocidades relativistas. Un terminal del potencial eléctrico oscilante que varía periódicamente se aplica al dee y el otro terminal está en el potencial de tierra. Los protones o deuteronespara ser acelerados están hechos para moverse en círculos de radio creciente. La aceleración de las partículas tiene lugar cuando entran o salen del dee. En el borde exterior, el haz de iones se puede eliminar con la ayuda de un deflector electrostático. El primer sincrociclotrón produjo deuterones de 195 MeV y partículas alfa de 390 MeV . [2]
Donde es la frecuencia angular del campo eléctrico, es la carga de la partícula, es el campo magnético y es la masa de la partícula. Esto supone que la partícula es clásica y no experimenta fenómenos relativistas como la contracción de la longitud. Estos efectos comienzan a ser significativos cuando la velocidad de la partícula es mayor que . Para corregir esto, se usa la masa relativista en lugar de la masa en reposo; por lo tanto, un factor de multiplica la masa, tal que
Esta es entonces la frecuencia angular del campo aplicado a las partículas a medida que se aceleran alrededor del sincrociclotrón.
La principal ventaja del sincrociclotrón es que no hay necesidad de restringir el número de revoluciones ejecutadas por el ion antes de su salida. Como tal, la diferencia de potencial suministrada entre los dees puede ser mucho menor.
El principal inconveniente de este dispositivo es que, como consecuencia de la variación de la frecuencia de la tensión de alimentación oscilante, sólo una fracción muy pequeña de los iones que salen de la fuente son captados en órbitas estables en fase de máximo radio y energía con el resultado que la corriente del haz de salida tiene un ciclo de trabajo bajo, y la corriente del haz promedio es solo una pequeña fracción de la corriente del haz instantáneo. Así, la máquina produce iones de alta energía, aunque con una intensidad comparativamente baja.
_at_CERN.jpg/440px-The_600_MeV_Synchrocyclotron_(SC)_at_CERN.jpg)
_at_CERN.jpg){kind=link}