WikiSysop: bnz

2022-05-08T16:34:19Z

bnz

←Starija inačica		Inačica od 8. svibanj 2022. u 16:34
Redak 1:		Redak 1:
	~~<!--'''Ciklotron'''-->~~[[datoteka:Zyklotron Prinzipskizze02.svg\|mini\|desno\|300px\|Prikaz ciklotrona.]]		[[datoteka:Zyklotron Prinzipskizze02.svg\|mini\|desno\|300px\|Prikaz ciklotrona.]]

	[[datoteka:Cyclotron patent.png\|300px\|mini\|desno\|Skica [[Ernest Orlando Lawrence\|Lawrenceovog]] ciklotrona iz 1934. Ciklotron ubrzava čestice [[Izmjenična električna struja\|izmjeničnim električnim poljem]] između dviju [[elektroda]] u obliku slova D, smještenih u [[vakuum]]skoj komori između polova velikoga i snažnoga [[magnet]]a.]]		[[datoteka:Cyclotron patent.png\|300px\|mini\|desno\|Skica [[Ernest Orlando Lawrence\|Lawrenceovog]] ciklotrona iz 1934. Ciklotron ubrzava čestice [[Izmjenična električna struja\|izmjeničnim električnim poljem]] između dviju [[elektroda]] u obliku slova D, smještenih u [[vakuum]]skoj komori između polova velikoga i snažnoga [[magnet]]a.]]

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-09-20T05:05:28Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[datoteka:Zyklotron Prinzipskizze02.svg|mini|desno|300px|Prikaz ciklotrona.]]

[[datoteka:Cyclotron patent.png|300px|mini|desno|Skica [[Ernest Orlando Lawrence|Lawrenceovog]] ciklotrona iz 1934. Ciklotron ubrzava čestice [[Izmjenična električna struja|izmjeničnim električnim poljem]] između dviju [[elektroda]] u obliku slova D, smještenih u [[vakuum]]skoj komori između polova velikoga i snažnoga [[magnet]]a.]]

[[datoteka:Cyclotron with glowing beam.jpg|300px|mini|desno|[[Ernest Orlando Lawrence|Lawrencov]] ciklotron promjera 1,5 metara, iz 1939., kod kojeg se vidi zraka ubrzanih [[ion]]a (vjerojatno [[proton]]a ili [[deuteron]]a) koji [[ionizacija|ioniziraju]] okolni zrak stvarajući plavu svjetlost.]]

[[datoteka:Lawrence 27 inch cyclotron dees 1935.jpg|300px|mini|desno|Vakuumska komora [[Ernest Orlando Lawrence|Lawrencov]] ciklotrona promjera 686 mm, iz 1932.]]

[[datoteka:Cyclotron.jpg|300px|mini|desno|Moderni ciklotron koji se koristi za [[radioterapija|terapiju radijacijom]].]]

[[datoteka:Berkeley 60-inch cyclotron.jpg|300px|mini|desno|Lawrenceov 60-inčni ciklotron, s magnetnim polovima promjera 60 inča (5 stopa, 1,5 metara), na Laboratoriju za zračenje Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, u kolovozu 1939., najmoćniji akcelerator na svijetu u to vrijeme. [[Glenn Seaborg|G. Seaborg]] i [[Edwin Matisson McMillan|E. M. McMillan]] (desno) koristili su ga da bi otkrili [[plutonij]], neptunij i mnoge druge [[transuranijski elementi|transuranijske elemente]] i [[izotop]]e za koje su primili [[Nobelova nagrada za kemiju|Nobelovu nagradu za kemiju]] 1951. Ogroman [[magnet]] ciklotrona nalazi se lijevo, s ravnom komorom za [[ubrzanje]] između polova u sredini. Zraka koja analizira čestice je na desnoj strani.]]

[[datoteka:Action of the Lorentz force bending the path of an electron in a magnetic field.gif|mini|desno|300px|Put [[elektron]]a brzine ''v'' koji se kreće u magnetskom polju ''B''. Tamo gdje je točkasti krug ukazuje na [[magnetsko polje]] usmjereno prema nama, a krug s + označava magnetsko polje usmjereno od nas.]]

[[datoteka:1937-French-cyclotron.jpg|300px|mini|desno|Francuski ciklotron, proizveden u [[Zürich]]u (Švicarska, 1937.).]]

[[datoteka:Cyclotron ARRONAX.jpg|300px|mini|desno|Ciklotron za [[proton]]e od 70 M[[eV]], izgrađen 2008. (Sveučilište u [[Nantes]]u, [[Francuska]]).]]

[[datoteka:UW Therapy room.jpg|300px|mini|desno|Liječnička soba za [[Radioterapija|radioterapiju]] s [[neutron]]ima, proizvedenim s ciklotronom.]]

[[datoteka:LawrenceCyclotronMagnet.jpg|300px|mini|desno|Ciklotronski [[elektromagnet]] u Lawrenceovoj dvorani znanosti (eng. ''Lawrence Hall of Science''). Crni dijelovi izrađeni su od [[čelik]]a i protežu se pod zemljom. Zavojnice magneta nalaze se u bijelim cilindrima. Vakuumska komora bila bi u vodoravnom razmaku između polova magneta.]]

'''Ciklotron''' ([[Ernest Orlando Lawrence]], 1932.) je [[akcelerator čestica]] koji ubrzava [[Elementarna čestica|čestice]] [[Izmjenična električna struja|izmjeničnim električnim poljem]] između dviju [[elektroda]] u obliku slova D, smještenih u [[vakuum]]skoj komori između polova velikoga i snažnoga [[magnet]]a. Čestice se u konstantnom [[magnetsko polje|magnetskom polju]], brzinom malenom prema [[brzina svjetlosti|brzini svjetlosti]], gibaju [[Kutna frekvencija|kružno frekvencijom]] koja je određena [[Elektromagnetska indukcija|indukcijom]] magnetskoga polja ali neovisna o svojoj [[energija|energiji]]. Kada se na elektrode dovede [[električni napon]] iste [[frekvencija|frekvencije]], čestice počnu [[Sinkroni stroj|sinkrono]] ulaziti u prostor između elektroda, tako da se pri svakom prolazu [[Ubrzanje|ubrzaju]]. Kako rastu [[brzina]] i [[energija]] čestica, [[polumjer]] se njihove staze povećava i ona je [[Spirala|spiralna]]. Kada snop čestica dosegne rub komore, staza mu se s pomoću stalnog električnog polja svine tako da čestice izlaze iz akceleratora, pa se dobiva vanjski ciklotronski snop. Najveća energija [[deuteron]]a ubrzanih u klasičnom ciklotronu iznosi oko 25 M[[eV]].

Ciklotron se 1950-ih gradio i u [[Institut Ruđer Bošković|Institutu "Ruđer Bošković"]] u [[Zagreb]]u, gdje je u to doba postojala jaka elektroindustrija na čelu s [[Končar Elektroindustrija|tvornicama "Rade Končar"]] i [[RIZ]]-om. Idejni je projekt, nakon početnih dogovora iz 1949., razradio T. Bosanac, voditelj gradnje bio je M. Lažanski, a konstrukciju pojedinih većih dijelova vodio je E. Boltezar. Gradnja je trajala do 1961., kada je ciklotron pušten u rad. Promjer njegove ubrzivačke komore bio je 1 400 [[metar|mm]], [[magnetska indukcija]] u njoj bila je 1,4 [[Tesla|T]], a [[magnet]] je imao masu 82 [[tona|tone]]. Čestice za ubrzavanje, [[ion]]i, stvarali su se [[Ioniziranje|ionizacijom]] [[plin]]a [[Električni luk|električnim lukom]] u [[anoda|anodnoj]] komori. Napon za ubrzavanje čestica davao je visokofrekventni oscilator frekvencije oko 10 M[[Hz]], s pomoćnim [[Električni generator|visokofrekventnim generatorom]]. Glavna oscilatorska cijev po konstrukciji je vodom [[hlađenje|hlađena]], rastavljiva [[trioda]] s uzemljenom rešetkom izrađena prema projektu T. Bosanca. Ciklotron je mogao ubrzati [[proton]]e do energije od 8 M[[eV]], a [[deuteron]]e do 16 MeV. Najviše se upotrebljavao za proizvodnju [[radionuklid]]a za medicinske svrhe ([[radioterapija]]). Godine 1973. započela je proizvodnja [[galij]]eva [[radionuklid]]a 67Ga, dvije godine poslije i [[kripton]]ova radionuklida 81mKr, oba za medicinsku dijagnostiku, a zatim i drugih radionuklida za znanstvena istraživanja. <ref> '''akcelerator čestica''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=1088] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.</ref>

== Način rada ==
Ciklotron je [[akcelerator čestica]] kod koga se [[projektil]]ima mogu dati umjetnim putem [[brzina|brzine]] koje odgovaraju [[električni napon|električnim naponima]] od nekoliko milijuna [[volt]]i pomoću razmjerno niskog napona od nekoliko desetaka tisuća volta.

Glavni dio ciklotrona je jedan golemi [[elektromagnet]] među čijim [[Magnetski pol|polovima]] vlada vrlo jako [[magnetsko polje]]. U tom se polju nalazi šuplja, hermetički zatvorena kutija u obliku plosnatog valjka od [[mjed]]i. Kutija je napunjena rezrijeđenim [[plin]]om čije se jezgre upotrebljavaju kao projektili. U toj kutiji nalazi se komora za ubrzavanje koja se sastoji od dviju poluvaljkastih šupljih kutija, takozvana duanata. Oba duanata su odijeljena jedan od drugoga uskim procijepom, širokim oko 3 [[metar|centimetra]]. Svaka polovina je dobro međusobno [[Izolacija|izolirana]] kao i prema vanjskoj kutiji. Oba su duanata spojena s polovima visokofrekventnog izmjeničnog napona od nekoliko tisuća volti, na primjer oko 40 000 V. Zbog toga u procijepu između tih šupljih polovina vlada izmjenično električno polje kojemu se jakost mijenja s naponom. U sredini procijepa nalazi se užarena [[žica]] koja služi kao izvor [[elektron]]a. Ti elektroni [[Ioniziranje|ioniziraju]] razrijeđeni plin i stvaraju mnoštvo [[proton]]a, [[deuterij]]a ili [[alfa-čestica]], već prema tome da li se u kutiji nalazi obični [[vodik]], teški vodik (deuterij) ili [[helij]].

Zamislimo da je magnetsko polje upereno okomito na ravninu papira. Neka je gornja polovina negativna, a donja pozitivna. [[Električno polje]] koje odgovara tom naponu vlada samo u uskom procijepu među objema duantima, dok ga nema u unutrašnjosti duanata. Proton koji se u određenom trenutku nalazi u procijepu, gibat će se pod utjecajem električnog napona i dobivenom brzinom uletjeti u duant gdje nema električnog polja. Kako na njega djeluje i magnetsko polje, to će mu se staza saviti u krug. [[Frekvencija]] izmjeničnog napona je baš takva da se smjer napona promijeni u protivan kada proton proleti polovinu svoje kružne staze, to jest kada iz duanta dođe na rub procijepa. Ovdje na proton već djeluje izmijenjeni napon, pa mu poveća brzinu kao prije. S tom povećanom brzinom proton uđe u drugi duant, a magnetsko polje zakrivi mu stazu u polukrug većeg promjera.

Taj se proces nastavlja dalje, i proton dobiva razmjerno toliko energije koliko puta projuri kroz procijep. Ako je na primjer napon među duantima 40 000 V, a proton je proletio sto puta kroz procijep, on će na kraju imati energiju koju bi mu dao napon od 40 000∙100 = 4 000 000 volti. Staza protona ima oblik spirale kojoj su uzvoji sve gušći. Na kraju puta proton dođe do negativne otklonske pločice koja se zove deflektor, pa mu se staza promijeni i on izleti kroz prozorčić od vrlo tankog [[aluminij]]skog listića. Na taj način dobiva se iz ciklotrona snažan mlaz čestica koje imaju veliku [[kinetička energija|kinetičku energiju]]. Takav mlaz projektila ulazi zatim u prostor za istraživanje i udara u pločicu elementa čije [[atom]]e želimo razbijati. Izlazi li iz ciklotrona mlaz deuterija ili alfa-čestica i stavimo li pred prozorčić tvar iz koje deuterij izbija neutrone (led teške vode, [[litij]] ili [[berilij]]), dobit ćemo vrlo jaki izvor [[neutron]]a.

Ciklotron izrađen u [[Berkeley, Kalifornija|Berkleyu, Kalifornija]] sadrži 4 000 [[tona]] [[čelik]]a i 300 tona [[Bakar (element)|bakra]], a daje toliku množinu neutrona koliku bi dalo 49 000 kilograma [[radij]]a. Svjetska proizvodnja radija prije Drugog svjetskog rata iznosila je 40 grama godišnje. Akceleratori za [[elektron]]e zovu se [[betatron]]i.

Kad se [[uranij]] bombardira neutronima, neutron dosta lako prodire u uranijevu jezgru i ona ga apsorbira. Time se [[atomska masa]] povećava za jedinicu i od uranija-238 nastane novi element 239 koji iz sebe izbaci elektron, jer se neutron u jezgri pretvorio u proton. [[Električni naboj]] jezgre se povisi za jedinicu i nastane novi, još nepoznati kemijski element u prirodi s rednim brojem 93 i atomskom masom 239. Taj je element dobio ime [[neptunij]]. Utvrdilo se da i neptunij nije stabilan, već i on izbacuje iz sebe elektron zbog pretvaranja neutrona u proton. Rezultat je novi element rednog broja 94 i atomske mase 239, a zove se [[plutonij]]. Na taj su način ljudi došli do novih elemenata kojih u prirodi nema. Jedanaest elemenata koji po atomskoj masi dolaze iza uranija zovu se [[transurani]]. To su 93Np ([[neptunij]]), 94Pn ([[plutonij]]), 95Am ([[americij]]), 96Cm ([[kirij]]), 97Bk ([[berkelij]]), 98Cf ([[kalifornij]]), 99E ([[ajnštajnij]]), 100Fm ([[fermij]]), 101Md ([[mendelevij]]), 102Nb ([[nobelij]]), 103Lw ([[lorensij]]). <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

=== Polumjer zakrivljenosti čestica ===
Ciklotron se sastoji od velikog [[magnet]]a i dvije polukružne šuplje elektrode koje su smještene između polova magneta (sa malim razmakom jedna od druge), te kada se gledaju odozgo imaju oblik slova D pa se nazivaju D-elektrode. One su priključene na izvor izmjeničnog napona – svaka na jedan pol.
Prostor unutar ciklotrona je zrakoprazan ([[vakuum]]) kako se čestice koje se ubrzavaju ne bi sudarale i skretale sa putanje. U sredini je izvor čestica. Kada čestica uleti u prostor između elektroda, pušta se [[električna struja]], stvara se [[električno polje]] zbog različitog naboja pojedine elektrode te se elektron ubrzava prema onoj suprotnog pola. U samoj elektrodi nema električnog polja te se čestica (elektron, proton) giba polukružno pod utjecajem magnetnog polja. Polumjer gibanja se dobije po jednadžbi:

:<math>r=\frac{m \cdot v}{B \cdot q}</math>

gdje je: ''m'' - [[masa]] čestice, ''B'' - [[magnetska indukcija]], ''q'' - [[električni naboj]] čestice, ''v'' - [[brzina]] čestice.

Kada se čestica primakne izlazu iz elektrode promijeni se polaritet elektroda (izmjeničnim izvorom) te se čestica pod utjecajem električnog polja ubrzava prema suprotnoj elektrodi. Taj proces se neprestano ponavlja. Tijekom vremena čestica se kreće sve brže i s većim [[polumjer]]om. Na određenom mjestu se nalazi otklonska pločica koja vlastitim magnetnim poljem usmjeri česticu prema izlazu (rupici [[mikroskop]]skog promjera).

== Primjene ==
Akceleratori čestica se koriste za specijalizirana istraživanja u [[nuklearna fizika|nuklearnoj fizici]], [[kemija|kemiji]] i [[medicina|medicini]]. Ciklotron se koristi za liječenje [[Rak (bolest)|raka]] takozvanom terapijom [[proton]]ima koji [[Radijacija|radijacijom]] ([[zračenje]]m) uništavaju [[tumor]]. Određene primjene ima i u mikroelektronici. Najpoznatiji akcelerator čestica sagrađen u zadnje vrijeme je CERN-ov akcelerator čestica ([[Veliki hadronski sudarivač]]), [[opseg]]a 26 659 metara, s ugrađenih 150 milijuna [[senzor]]a koji prikupljaju podatke 40 milijuna puta u sekundi.

== Gibanje elektrona u magnetskom polju ==
Dok se [[električni naboj]]i ne kreću, na njih [[magnet]]i ne djeluju. No kad elektron projuri pored magneta, njegova staza se savija. Opaža se da magnet djeluje to jače što se elektron brže kreće. [[Sila]] je sukladna (proporcionalna) [[brzina|brzini]] elektrona. Ta sila vezana je najuže s [[elektricitet]]om, pa je prema tome sukladna i električnom naboju elektrona. Pored toga, razumije se, jači magnet djelovat će jače, slabiji - slabije. Kao i kod električnih pojava, tako ćemo i ovdje uzeti da u prostoru oko magneta postoji neko polje. To [[magnetsko polje]] označit ćemo sa ''H''. Sila magneta na elektron, prema tome, sukladna je umnošku magnetskog polja ''H'', električnom naboju ''e'' i brzini ''v'':

:<math> F = \mbox{konstanta} \cdot e \cdot v \cdot H </math>

[[Pokus]]ima se također opaža da sila ovisi i o tome u kojem smjeru elektron presijeca magnetsko polje. Ona je najveća kad brzina elektrona stoji okomito na magnetsko polje. Za magnetsko polje uzimamo istu dimenziju kao i za [[električno polje]]. Prema tome konstanta sukladnosti (proporcionalnosti) mora imati dimenziju ''v''-1:

:<math> F = \frac{1}{c} \cdot e \cdot v \cdot H </math>

Za konstantu sukladnosti stavljamo obrnutu vrijednost [[brzina svjetlosti|brzine svjetlosti]]. Time postižemo slaganje s magnetostatski određenim poljem iz [[Coulombov zakon|Coulombova zakona]].

Važno svojstvo sile magnetskog polja na elektron jest da djeluje uvijek okomito na smjer gibanja elektrona. Ona nastoji elektron zakrenuti. Sila stoji okomito na [[vektor]] brzine. Osim toga, sila stoji okomito i na smjer magnetskog polja. Magnetsko polje ima smjer od pozitivnog pola do negativnog, dakle, odozdo prema gore. Elektron se kreće slijeva nadesno. Sila na elektron ima tada smjer prema natrag. Sila koja djeluje uvijek okomito na smjer brzine svija stazu čestice u [[kružnica|kružnicu]]. Vidjeli smo da se [[planet]] vrti u kružnicu u kojoj sila ima smjer polumjera. Isto tako zadobiva elektron u magnetskom polju [[ubrzanje]] okomito na svoju brzinu. To ubrzanje jednako je ''v''2/''r''. [[Newtonov zakon gravitacije|Newtonov zakon]] za gibanje elektrona u konstantnom, [[Homogenost|homogenom]] magnetskom polju glasi:

:<math> \frac{m \cdot v^2}{2} = \frac{1}{c} \cdot e \cdot v \cdot H </math>

Odatle možemo proračunati [[Impuls sile|impuls]] ili brzinu elektrona u magnetskom polju ako je izmjeren polumjer i magnetsko polje.

:<math> m \cdot v = \frac{e}{c} \cdot r \cdot H </math>

:<math> r = \frac{c \cdot m \cdot v}{e \cdot H} </math>

Zadnja jednadžba nam omogućuje da mjereći [[polumjer]] kružnice odredimo brzinu elektrona. Polumjer kružnice je to veći ili zakrivljenost staze je manja, što elektron ima veću brzinu. Brzi elektroni ostavljaju gotovo pravocrtne staze, dok sasvim spori opisuju kružnice malog polumjera.

Smjer magnetske sile ovisi o predznaku električnog naboja. Kad se [[proton]] s istom brzinom, kao i elektron, kreće u magnetskom polju, tada na njega djeluje jednako jaka sila, ali suprotnog smjera. Savija li se staza elektrona prema gore, tada se protonova staza savija prema dolje. Važno je pri tom da sila magnetskog toka ne ovisi o masi električne čestice.

Istraživanje [[Kozmičke zrake|kozmičkih zraka]] u magnetskom polju [[Wilsonova komora|Wilsonove komore]] dovelo je i do nove [[Elementarna čestica|elementarne čestice]] - [[pozitron]]a. 1932. opazio je [[Carl David Anderson|C. D. Anderson]] u Wilsonovoj komori čestice koje su ostavljale jednake staze kao i elektroni. Morale su, dakle, imati istu [[masa|masu]]. Međutim, u magnetskom polju te su se čestice savijale u obratnom smjeru od elektrona. Anderson je odmah ispravno protumačio da se tu radi o novim, dotad nepoznatim česticama, koje imaju istu masu kao elektron, ali pozitivan električni naboj. Nove čestice dobile su po tome ime pozitron. Pozitroni imaju sva svojstva kao i elektron, samo suprotan jednako veliki električni naboj.

Silu magnetskog polja na brzi elektron možemo opisati vektorskim produktom. Kako smo vidjeli, sila stoji okomito na magnetsko polje i brzinu elektrona. Osim toga ta je sila najveća kad brzina elektrona okomito siječe magnetsko polje. Juri li naprotiv elektron paralelno sa smjerom magnetskog polja, na njega ne djeluje nikakva sila. Sila na elektron sukladna (proporcionalna) je umnošku:

:<math> F \approx v \cdot H \cdot \sin \phi </math>

gdje je: ''φ'' - [[kut]] između brzine ''v'' i magnetskog polja ''H''. No to je upravo iznos [[vektor]]skog umnoška ''v'' i ''H''. Magnetsku silu na elektron možemo, dakle, pisati u vektorskom obliku:

:<math> \vec{F}= \frac{e}{c} \cdot \vec{v} \times \vec{H}</math>

Ova jednadžba može nam poslužiti za određenje magnetskog polja. Prema novijim shvaćanjima nema neke magnetske "tvari", pa se magnetske sile ne mogu prikazati kao umnošci "magnetskih naboja" i magnetskih polja. No ipak nas to ne sprečava da uvedemo [[magnetsko polje]] s istom fizičkom dimenzijom kao [[električno polje]]. Ono što se neposredno može mjeriti jest električni naboj i brzina elektrona te sila na elektron. U pokusu vidimo da sila stoji okomito na brzinu. U kom smjeru treba sad povući magnetsko polje? Očito, iz jednoznačnosti izlazi smjer polja okomit na smjer brzine i sile. Vidimo da mjerenjem sile, električnog naboja i brzine čestice možemo u svakoj točki prostora utvrditi magnetsko polje prema zadnjoj jednadžbi.

Time što smo u zakonu sile za konstantu sukladnosti stavili ''e/c'', odredili smo i jedinicu magnetskog polja. Tako određena jedinica podudara se s onom što je dobivamo iz Coulombova zakona o sili između dva točkasta magnetska pola. I u znanosti o [[Magnetizam|magnetizmu]] možemo općenito silu prikazati kao umnožak "magnetskog naboja" i polja. Za jedinicu magnetskog polja uzimamo ono polje koje na jedinični magnetski naboj djeluje silom od jednog [[njutn]]a (N). Ova [[mjerna jedinica]] [[Magnetski tok|magnetskog toka]] zove se [[veber]] (W).

=== Gradnja ciklotrona ===
Savijanje [[Električni naboj|električki nabijenih]] [[čestica]] u [[magnetsko polje|magnetskom polju]] iskoristio je [[Ernest Orlando Lawrence|Lawrence]] za gradnju ciklotrona. Kod [[pokus]]a problem je bio, kako da se najjače ubrzaju [[proton]]i, [[Alfa-čestica|alfa-čestice]] ili drugi [[ion]]i. Za [[ubrzanje]] služe [[električni napon]]i. No ti naponi ne mogu se proizvesti po volji veliki. Lawrence je došao na ideju da električne čestice pusti nekoliko puta proći isti električni napon. Da vrati čestice na isti električni napon, on je njihove staze savio vrlo jakim magnetskim poljem. Između magnetskih polova nalazi se prostor iz kojeg je isisan zrak i zatim od njegova središta bivaju pušteni ioni koje želimo ubrzati. Za ubrzanje služe [[elektroda|elektrode]] s visokofrekventnim naponom. Nabijene čestice prođu kroz elektrodu suprotnog naboja i opisuju zatim u magnetskom polju polukružnicu i vrate se natrag do iste elektrode. Međutim, napon je sada, suprotan i čestice bivaju ubrzane na drugu stranu, gdje opet opisuju polukružnicu, naravno, sad s većim [[polumjer]]om. Važno je pri tom da je [[Vrijeme (fizika)|vrijeme]] u kojem čestica obiđe polukružnicu neovisno o [[polumjer]]u. Može se izračunati vrijeme prolaza čestice polukružnice:

:<math> t = \frac{r \cdot \pi}{v} = \frac{m \cdot c \cdot \pi}{e \cdot H} </math>

Kod dane [[masa|mase]] iona može se magnetsko polje ili [[frekvencija]] uvijek tako odabrati da ioni stalno budu ubrzani izmjeničnim naponom elektroda.

Ciklotron nije podesan za ubrzanje [[elektron]]a. Kad se brzina elektrona približava [[brzina svjetlosti|brzini svjetlosti]], masa elektrona naglo raste. Brži elektron treba više vremena da opiše polukružnicu. Prema tome elektron ne stiže u "pravi trenutak" do elektrode. Zbog toga upotrebljavaju se za dobivanje brzih elektrona specijalni aparati, [[betatron]]i, koji se osnivaju na [[Michael Faraday|Faradayevu]] [[Elektromagnetska indukcija|zakonu indukcije]].

Povećanje mase od značenja je i za brze ione. Ali to povećanje nije tako znatno i može se prilagoditi magnetskim poljem. Što ion ima veću brzinu, kreće se u kružnici s većim polumjerom. Magnetsko polje od središta prema obodu može se tako povećavati da omjer ''H/m'' ostane konstantan. Čestice se tada iza jednakog vremena vrate k elektrodi, i izmjenični napon stalno ih ubrzava. <ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

== Vanjske poveznice ==
* [http://www.irb.hr/hr/str/zef/z1o-nama/z1.3.1/ Zagrebački ciklotron]
* [http://nuklem.tripod.com/ciklotron.htm Informacije]
* [http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c13_cyclotron.html Simulacija ciklotrona]

[[Kategorija:Fizika elementarnih čestica]]

Ciklotron - Povijest promjena

WikiSysop: bnz

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica