الوسم: السيكلترون

لقد طور إي . لورنس (E.LAWRENCE) أول مسارع سيكلتروني في العالم عام 1932 في جامعة كاليفورنيا

كوسيلة لتسريع البروتونات والجسيمات المشحونة ,وتستخدم الجسيمات المسرعة كمقذوفات ذات طاقة عالية في تجارب الفيزياء النووية بشكل خاص

حيث تتصادم مع نوى أخرى محددة وتؤدي دراسة ميكانيكية عملية التصادم ونواتجها إلى فهم الكثير من خبايا التركيب النووي وخواص النواة
ويستخدم السيكلترون مجالا مغناطيسيا للحفاظ على الجسيمات المشحونة في مسارات دائرية أثناء تسريعها
وتتحرك الجسيمات المشحونة هذه خلال نصفي قرص كبير أجوف , كل منهما على شكل حرف D يسميان الديز THE DEES أثناء عملية التسريع

وكلما عبرت الجسيمات الفجوة بين الديز تتعرض لفرق جهد يعمل على تسريعها وزيادة طاقتها الحركية . وتؤدي زيادة سرعة الجسيمات إلى زيادة نصف قطر مدارها داخل المجال , كما يتضح من المعادلة التالية:
r=mv/q B……………..(1)
وبعد عدة دورات تكتسب الجسيمات المشحونة طاقة حركية عالية وتصل إلى حافة السيكلترون الخارجية .

وهناك إما أن تستخدم في ضرب هدف محدد وتبدأ نوويا بالتالي ,
وإما أن تساق إلى المكان المطلوب بعيدا عن السيكلترون بواسطة مجالات مغناطيسية أخرى , تعمل على حرف الجسيمات وتوجيهها وبالطبع يكون تجويف الديز الذي يتم تسريع الجسيمات فيه مفرغا من الهواء , لكي لا تصطدم الجسيمات مع جزيئات الهواء وتعقد طاقتها.

يجب أن يكون جهد التسريع المسلط على الديز جهد مترددا لكي يتمكن من تسريع الجسيمات فعندما يعبر جسيم مشحون بشحنة موجبة بروتون مثلا من الشق الأيسر إلى الشق الأيمن للديز

يجب أن يكون جهد الشق الأيسر موجبا وجهد الشق الأيمن سالبا لكي يكتسب البروتون طاقة حركة وبعد أن يكمل البروتون نصف دورة ويعبر من الشق الأيمن إلى الشق الأيسر .

يلزم أن يكون جهد الشق الأيمن موجبا وجهد الشق الأيسر سالبا , لكي تزداد طاقة البروتون , وهكذا لا بد من عكس قطبية الجهد المسلط على شقي الديز عند وصول البروتون إلى منطقة العبور من الشق الأيمن إلى الشق الأيسر , وعند وصول البروتون إلى منطقة العبور من الشق الأيسر إلى الشق الأيمن من جديد يجب أن تعكس قطبية الجهد المسلط على شقي الديز ثانية , وهكذا.

وهذا هو السبب في كون جهد التسريع مترددا ويطلق على تردد جهد التسريع هذا اسم تردد السيكلترون وبذلك يمكن إعادة كتابة المعادلة (1)
كالتالي:
V=ω/2π=qB/2πm…………….(2)

إن المبدأ الأساسي الذي يعتمد عليه السيكلترون في عمله هو عدم اعتماد تردد جهد التسريع على نصف قطر مدار الجسيم المشحون المراد تسريعه