Cyklotron

Cyklotron to najprostsza i pierwsza historycznie forma akceleratora cyklicznego cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym. W akceleratorach cyklicznych, także w cyklotronie, przyspieszane cząstki poruszają się po torach zbliżonych do kołowych, przebiegając wielokrotnie przez obszar w którym są przyspieszane.

Pierwszy cyklotron zbudowano pod kierownictwem Ernesta Lawrence’a w University of California, w 1931 roku. Akcelerator był używany w eksperymentach nad zderzaniem cząstek jako źródło cząstek o energii do 1 MeV.

Obecnie cyklotrony są używane do wytwarzania wiązki cząstek o określonej wysokiej energii używanych głównie w celu prowadzenia badań podstawowych oraz wykorzystywanych praktycznie np. w leczeniu nowotworów, a także w celu uzyskiwania promieniowania rentgenowskiego o określonej częstotliwości w wyniku zjawiska promieniowania cyklotronowego, produkcji izotopów o krótkim czasie połowicznego rozpadu używanych w PET oraz w celu selekcjonowania cząstek w spektrometrach masy.

Pierwszy polski cyklotron uruchomiono w podkrakowskich Bronowicach 22 listopada 1958 roku. Obecnie w Polsce działają cyklotrony w Krakowie, Warszawie, w Instytucie Problemów Jądrowych w Świerku pod Warszawą oraz w Centrum Onkologii w Gliwicach. W 2013 roku ma zostać uruchomiony kolejny – w Wojewódzkim Szpitalu Specjalistycznym im. M. Kopernika w Łodzi.

Budowa i działanie cyklotronu

Cyklotron składa się z elektromagnesu wytwarzającego pole magnetyczne i komory próżniowej, w której umieszczono dwie półkoliste elektrody zwane duantami. Między elektrodami wytwarzane jest za pomocą generatora wysokiej częstotliwości zmienne pole elektryczne. W centrum cyklotronu znajduje się źródło cząstek (cząsteczek) naładowanych elektrycznie lub cząsteczki te są wprowadzane z zewnątrz. Jeżeli częstotliwość generatora jest równa częstotliwości obiegu cząstek, to są one przyspieszane podczas przelotu między duantami. Cząstki o innym czasie przelotu są okresowo przyspieszane i hamowane i w końcu uderzają w duanty. Cząsteczki o większej energii poruszają się po większym promieniu. Gdy promień toru ruchu cząstki jest odpowiednio duży, może ona opuścić akcelerator; pomocna w tym może być dodatkowa elektroda kierująca cząstki w odpowiednią stronę.

Leave a Comment

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *