Akcelerator čestica: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Nadopunio Akcelerator čestica |
nadopunio Akcelerator čestica |
||
Redak 1:
[[
[[datoteka:Lineaer accelerator en.svg|300px|mini|desno|Skica Ising/Widerøe ideje stvaranja linearnog akceleratora, koji je koristio [[Izmjenična električna struja|izmjenično električno polje]] (1928.).]]
[[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]]
'''Akcelerator čestica''' ili '''ubrzivač čestica''' je [[stroj|uređaj]] u kojem se [[Električni naboj|električki nabijene]] čestice ([[elektron]]i, [[proton]]i, [[ion]]i i druge) stalnim ili izmjeničnim [[Električno polje|električnim poljima]] [[ubrzanje|ubrzavaju]] do visokih [[kinetička energija|kinetičkih energija]]. Konačna [[energija]] čestica ovisi o vrsti akceleratora. Akcelerator čestica upotrebljava se u [[fizika elementarnih čestica|fizici elementarnih čestica]] za istraživanje strukture tvari (stvaranje novih [[Elementarna čestica|elementarnih čestica]] i istraživanje nepoznatih svojstava osnovnih međudjelovanja), u [[Nuklearna medicina|nuklearnoj medicini]] za liječenje [[Ionizirajuće zračenje|zračenjem]], u industriji za neke tehnološke procese ([[sterilizacija]], [[polimerizacija]]), [[Kontrola bez razaranja|ispitivanje materijala]], proizvodnju [[radionuklid]]a i drugo. <ref> '''akcelerator čestica''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=1088] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.</ref>
Line 11 ⟶ 15:
Tehničke granice u dosezanju visokih napona ograničuju i energije čestica ubrzanih u prvim akceleratorima. Rješenje je nađeno u višekratnom ubrzavanju kroz polje nižeg napona. To je 1932. prvi načinio [[Ernest Orlando Lawrence]] s [[ciklotron]]om, a zatim je to načelo primijenjeno u svim potonjim tipovima akceleratora. Oni se prema gibanju čestica dijele na linearne rezonantne i na kružne akceleratore. U kružne se ubrajaju ciklotron, sinkrociklotron, betatron i sinkrotron.
== Linearni rezonantni akcelerator ==
Linearni rezonantni akcelerator ubrzava čestice [[Izmjenična električna struja|izmjeničnim električnim poljima]] koja djeluju između šupljih [[Anoda|elektroda]] poredanih u nizu. Osciliranje [[napon]]a usklađuje se s prolazom čestica između elektroda, kako bi se postiglo opetovano [[ubrzanje|ubrzavanje]] (odatle naziv [[Rezonantna frekvencija u električnim titrajnim krugovima|rezonantni]] akcelerator). Najveći rezonantni linearni akcelerator izgrađen je u [[Sveučilište Stanford|Stanfordu]], [[SAD]] (eng. SLAC ili ''Stanford Linear Accelerator''). Duljina mu je 3.2 [[kilometar|kilometra]], ubrzava [[elektron]]e ili [[pozitron]]e do energije od 25 G[[eV]], koja je određena duljinom akceleratora.
== Ciklotron ==
Ciklotron ([[Ernest Orlando Lawrence]], 1932.) ubrzava čestice 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 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 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 Zagrebu, 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 (radio[[farmaceutika]]). Godine 1973. započela je proizvodnja [[galij]]eva radionuklida Ga-67, dvije godine poslije i [[kripton]]ova radionuklida Kr-81m, oba za medicinsku dijagnostiku, a zatim i drugih radionuklida za znanstvena istraživanja.
== Izvori ==
| |||