Share to:

Cyklotron

Cyklotron, jinak též cyklický vysokofrekvenční urychlovač slouží k urychlování těžkých nabitých částic pomocí vysokofrekvenčního elektrického pole. Používá se od roku 1930, kdy Ernest Orlando Lawrence postavil první funkční prototyp.

Konstrukce a princip

Konstrukce cyklotronu není tak masivní, jako u lineárních urychlovačů částic, je však obvykle složitější. Cyklotron se skládá ze tří hlavních částí a to:

Velmi silný elektromagnet.
Zdroj napětí o vysoké frekvenci
Urychlovací komora s párem dutých urychlovacích elektrod (duantů).

Částice se pohybují uvnitř dutých urychlovacích elektrod svou setrvačností a jejich dráha je zakřivována magnetickým polem, orientovaným kolmo na rovinu dráhy částic. Duté elektrody působí jako Faradayova klec a proto uvnitř nich neovlivňuje dráhu částic elektrické, ale pouze magnetické pole. Urychlování probíhá pouze v mezeře mezi duanty. Ty jsou napájeny vysokofrekvenčním střídavým proudem vhodné frekvence. Elektrické pole mezi duanty působí vždy takovým směrem, aby zvýšilo rychlost částic. Kinetická energie urychlené částice může po mnoha obězích dosáhnout hodnoty až 50 MeV.

U cyklotronu je magnetické pole využíváno pouze k vedení svazku částic a nikoliv k jejich urychlování. Pole je orientováno kolmo na dráhu částic (ve schématu kolmo na rovinu kresby). Způsobuje zakřivování dráhy do kruhu. Při rostoucí rychlosti částic se poloměr tohoto kruhu zvětšuje, takže částice se pohybují po přibližně spirálové dráze. Doba průchodu jednotlivými smyčkami spirály je ale konstantní (rychlejší částice se pohybují po kruhu o větším poloměru). Ve zkratce by se princip zařízení dal popsat: „Opakovaným průchodem svazku částic urychlovacím zařízením.“

$f={\frac {qB}{2\pi m}}$

Cyklotronová frekvence (f) vychází z velikosti elektrického náboje částice (q), z velikosti magnetické indukce (B) a z hmotnosti částice (m).

Síla magnetického pole (F_B) (Lorentzova síla) působící na částice je rovna síle odstředivé F_O; (r) je poloměr duantů (r = R).

$F_{B}=qvB$

$F_{O}={mv^{2} \over r}\;$

Porovnáním těchto dvou rovnic získáme:

${mv^{2} \over R}=qvB$ ; z čehož můžeme odvodit rychlost částice $v={qBR \over m}$

Nakonec můžeme vypočítat kinetickou energii částice:

$E={1 \over 2}mv^{2}={\frac {q^{2}B^{2}R^{2}}{2m}}$

Historie

Prvního předchůdce cyklotronu postavil roku 1929 až 1930 americký fyzik Ernest Orlando Lawrence z University of California. Měl průměr jen necelých 10 cm a výstupní energii 80 keV. V roce 1931 postavil přístroj o průměru komory 22,5 cm a výstupu 0,5 MeV. Další dva cyklotrony vybudovala univerzita v letech 1933–1935, pátý univerzitní cyklotron byl dokončen v roce 1938. Energie urychlených částic již dosahovala několika desítek MeV, což je několikrát více, než poskytovaly tehdy používané přirozené radionuklidy. Poslední cyklotron už narazil na meze, dané relativistickým nárůstem hmotnosti částic. Pro její kompenzaci musel mít hlavní magnet nehomogenní magnetické pole

Cyklotrony se staly součástí mnoha fyzikálních laboratoří. Například roku 1939 postavil tým pod vedením fyzika Igora Kurčatova první sovětský cyklotron.^[zdroj?]

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu cyklotron na Wikimedia Commons

Read other articles:

Димитр Драгієв Колєв

Димитр Драгієв Народився 13 листопада 1869(1869-11-13)Раднево, Старозагорська область, БолгаріяПомер 24 березня 1943(1943-03-24) (73 роки)Стара Загора, БолгаріяКраїна БолгаріяНаціональність болгарДіяльність болгарський політик, громадський діяч,Галузь політична діяльність[1][...

St. Andreas (Riede)

Die St.-Andreas-Kirche in Riede, Landkreis Verden, ist eine frühgotische Kirche. Die Gemeinde gehört zum Kirchenkreis Verden der Evangelisch-lutherischen Landeskirche Hannover. Andreaskirche mit frühgotischem Langhaus und spätgotischem Südquerhaus Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Ausstattung 2.1 Altar 2.2 Kanzel 2.3 Taufstein 2.4 Gewölbemalerei 2.5 Orgel 2.6 Glocken 3 Einzelnachweise 4 Literatur 5 Weblinks Geschichte Auf der Nordseite wurde die alte Sakristei zum Querhaus; links danebe...

Грибов Олексій Миколайович

У Вікіпедії є статті про інших людей із таким прізвищем: Грибов. Грибов Олексій Миколайович Народився 18 (31) січня 1902(1902-01-31)Москва, Російська імперія[1]Помер 26 листопада 1977(1977-11-26) (75 років)Москва, СРСРінсультПоховання Новодівичий цвинтарНаціональність росіянинГромадя�...

التنابكة (أولاد الحاج)

لمعانٍ أخرى، طالع التنابكة (توضيح). التنابكة تقسيم إداري البلد المغرب الجهة مراكش آسفي الإقليم آسفي الدائرة حرارة الجماعة القروية دار سي عيسى المشيخة أولاد الحاج السكان التعداد السكاني 217 نسمة (إحصاء 2004) • عدد الأسر 42 معلومات أخرى التوقيت ت ع م±00:00 (توقيت قياسي...

الجبهة المصرية

الجبهة المصرية البلد مصر تاريخ التأسيس 2014 تعديل مصدري - تعديل الجبهة المصرية هو تحالف للأحزاب السياسية المتنافسة في الانتخابات البرلمانية المصرية لعام 2015 في قائمة مشتركة مع ائتلاف التيار المستقل، المسمى اتئلاف مصر.[1] تأسس التحالف في 17 أغسطس 2014.[2] انتقد ال

Riley Darnell

Riley Darnell Información personalNacimiento 13 de mayo de 1940Clarksville, Tennessee, Estados UnidosFallecimiento 2 de octubre de 2020Clarksville, Tennessee, Estados UnidosNacionalidad EstadounidenseEducaciónEducado en Universidad Estatal Austin Peay Información profesionalOcupación Abogado y político Cargos ocupados Miembro de la Cámara de Representantes de Tennessee (1971-1981)Senador de Tennessee (1981-1993) Partido político Partido Demócrata [editar datos en Wikida...

Facultad de Química e Ingeniería Química (Universidad Nacional Mayor de San Marcos)

Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada.Este aviso fue puesto el 17 de marzo de 2021. Facultad de Química e Ingeniería Química Escudo de la UNMSM Forma parte de Universidad Nacional Mayor de San MarcosLocalizaciónDirección Ciudad Universitaria de la Universidad de San Marcos, Lima, Perú PerúAdministraciónDecano Cecilio Julio Alberto Garrido SchaefferSitio web quimica.unmsm.edu.pe[editar datos en Wikidata] La Facultad de Qu�...

Kirun

CakKirunAbah Kirun 2021Lahir12 Agustus 1959 (umur 64)Balerejo, Madiun, Indonesia[1]Nama lainCak KirunAbah KirunHM SyakirunMbah KirunSukirunPekerjaanPelawakpendakwahSenimanTahun aktif1976–sekarangSuami/istriLilisAnak2Orang tuaMarsolo (bapak)Sukirah (ibu) H. Muhammad Syakirun atau yang lebih dikenal dengan Kirun (lahir 12 Agustus 1959), adalah seorang seniman pelawak dan pendakwah berasal dari Jawa Timur. Kehidupan Pribadi dan Pendidikan Kirun merupakan anak dari pasang...

Stadio Benito Stirpe

Football stadium in Frosinone, Italy Stadio Benito StirpeStadio Benito StirpeLocationViale Olimpia, Frosinone, ItalyOwnerFrosinone CalcioCapacity16,227 seated[1]SurfaceGrass105x68mConstructionBroke ground1974Opened2017Construction cost€20 millionTenantsFrosinone Calcio (2017–) The Stadio Benito Stirpe (also known as Stadio Casaleno), is an all-seater football stadium in the Italian city of Frosinone, Lazio. Designed in the mid-1970s and built in the second half of the 1980s,[2...

أرمين هوفمان

أرمين هوفمان (بالألمانية: Armin Hofmann)‏ معلومات شخصية الميلاد 29 يونيو 1920[1] فينترتور الوفاة 18 ديسمبر 2020 (100 سنة) [2] لوسرن[3] مواطنة سويسرا الحياة العملية المدرسة الأم جامعة الفنون في زيورخ [لغات أخرى]‏ (1937–1938) تعلم لدى ألفرد ويليمان...

Cinderella Rockefella

1968 single by Esther and Abi OfarimCinderella RockefellaGerman picture sleeveSingle by Esther and Abi Ofarimfrom the album 2 in 3 B-sideLonesome RoadReleased9 February 1968[1]Recorded1967[2]GenreNoveltyLength2:29LabelPhilips BF 1640 (UK)[2]Songwriter(s)Mason Williams, Nancy Ames[2]Producer(s)Abi Ofarim, Chaim Semel[2]Esther and Abi Ofarim singles chronology Morning of My Life (1967) Cinderella Rockefella (1968) One More Dance (1968) Official audioCinde...

You Can Do Better

2014 studio album by Johnny ForeignerYou Can Do BetterStudio album by Johnny ForeignerReleased10 March 2014 (2014-03-10)GenreIndie rockLength38:45LabelAlcopop! (UK)Vinyl Junkie (Japan)Lame-O (US)Johnny Foreigner chronology Names(2012) You Can Do Better(2014) Professional ratingsAggregate scoresSourceRatingMetacritic65/100[1]Review scoresSourceRatingDrowned in Sound8/10[2] You Can Do Better is the fourth studio album by British rock band Johnny Foreigner....

أغيلولف ملك اللومبارد

أغيلولف ملك اللومبارد معلومات شخصية تاريخ الميلاد القرن 6 الوفاة 616ميلانو الزوجة ثيوديليندا (590–) الأولاد أدالوالد ملك اللومبارد الحياة العملية المهنة سياسي تعديل مصدري - تعديل أغيلولف (توفي 616) وسمي ثورينغيان، كان دوق تورين وملك اللومبارد من 591 وحتى وفاته. است...

Oppenheimer (soundtrack)

2023 soundtrack album by Ludwig Göransson Oppenheimer (Original Motion Picture Soundtrack)Soundtrack album by Ludwig GöranssonReleasedJuly 21, 2023 (2023-07-21)StudioEastwood Scoring Stage, Burbank, CaliforniaGenreOrchestralcontemporary classicalfilm scoreLength94:42LabelBack LotProducerLudwig GöranssonLudwig Göransson film score chronology Black Panther: Wakanda Forever (Original Score)(2022) Oppenheimer (Original Motion Picture Soundtrack)(2023) Christopher Nolan film...

Dinant

Pemandangan kota Dinant dengan benteng di atasnya. Dinant (pengucapan bahasa Prancis: [di.nɑ̃]) adalah sebuah kota dan munisipalitas yang terletak di Provinsi Namur, Wallonia, Belgia. Kota yang terletak di tepi Sungai Meuse ini terletak sejauh 90 km di sebelah tenggara kota Brussel, 30 km di sebelah tenggara Charleroi, dan 30 km di sebelah selatan Namur. Dinant juga terletak sejauh 20 km di sebelah utara perbatasan Belgia dengan Prancis. Kota ini dikenal akan gereja...

Bitter Springs (film)

1950 film Bitter SpringsBritish poster by Robert MedleyDirected byRalph SmartWritten byMonja DanischewskyW. P. LipscombBased onStory by Ralph SmartProduced byMichael BalconLeslie Norman (assoc)StarringTommy TrinderChips RaffertyGordon JacksonCinematographyGeorge HeathEdited byBernard GribbleMusic byRalph Vaughan WilliamsProductioncompanyEaling StudiosDistributed byGeneral Film DistributorsRelease dates 24 June 1950 (1950-06-24) (Australia) 6 July 1950 (1950-0...

Jay Kennedy Harris

Australian rules footballer Australian rules footballer Jay Kennedy Harris Kennedy Harris playing for Melbourne in June 2019Personal informationFull name Jay Kennedy HarrisNickname(s) JKHDate of birth (1995-03-21) 21 March 1995 (age 28)Original team(s) Oakleigh ChargersDraft No. 40, 2013 national draftDebut Round 1, 2014, Melbourne vs. St Kilda, at Etihad StadiumHeight 173 cm (5 ft 8 in)Weight 75 kg (165 lb)Position(s) ForwardClub informationCurrent...

La cuadratura de la parábola

Segmento parabólico. La cuadratura de la parábola (en griego: Τετραγωνισμὸς παραβολῆς) es un tratado sobre geometría, escrito por Arquímedes en el siglo III a. C. en forma de carta a su amigo Dositeo. Presenta 24 proposiciones sobre las parábolas, culminando con la demostración de que el área de un segmento parabólico (la región encerrada por una parábola y una línea recta) es 4/3 de la del triángulo inscrito. El enunciado del problema utiliz...

Gothic Beauty

American magazine Gothic BeautyEditor-in-ChiefSteven HolidayFrequencyQuarterlyCirculation14,000PublisherSteven HolidayFirst issueOctober 2000CountryUSBased inPortland, OregonLanguageEnglishWebsitewww.gothicbeauty.comISSN1533-841X Gothic Beauty is an American magazine established by editor Steven Holiday in the fall of 2000 after the success of the Internet social group of the same name.[1] Gothic Beauty covers numerous aspects of underground culture including fashion, music, events an...

Iron pipe scandal

Political scandal in Sweden You can help expand this article with text translated from the corresponding article in Swedish. (April 2017) Click [show] for important translation instructions. Machine translation, like DeepL or Google Translate, is a useful starting point for translations, but translators must revise errors as necessary and confirm that the translation is accurate, rather than simply copy-pasting machine-translated text into the English Wikipedia. Do not translate text tha...

List of people from the Bronx

Patrick Göbel

Парахор

Nikola Tesla

Grande Prêmio dos Países Baixos de 1971

التنازل عن العرش

SciPy

Roger Rodrigues da Silva