¿Para qué campos son adecuados los ciclotrones?

El desarrollo de la física nuclear está estrechamente relacionado con los aceleradores. El ciclotrón fue el primer acelerador de partículas circular. Es un dispositivo acelerador que utiliza instrumentos relativamente pequeños para obtener alta velocidad y alta energía.

Los principios e ideas del ciclotrón fueron propuestos por primera vez por el físico estadounidense Lawrence en 1930. Ernest Orlando Lawrence (1901 ~ 1958) fue profesor de la Universidad de Berkeley en Estados Unidos y muy pronto eligió la física nuclear como tema de investigación. Para estudiar la física nuclear en aquella época, Lawrence propuso un plan para hacer que las partículas se movieran en una curva y se aceleraran al mismo tiempo. El primer día de 1929, mientras pensaba mucho en cómo obtener partículas de alta energía con bajo voltaje, vio el artículo de Videro sobre aceleradores lineales en la Biblioteca de Berkeley. Inmediatamente pensó en si podría cambiar el modo de vibración de las partículas aceleradas. , como producir iones positivos. Un método para acelerar girando entre dos electrodos semicirculares bajo la influencia de un campo magnético.

En la primavera de 1930, la idea de Lawrence se verificó por primera vez. Le pidió a su estudiante de posgrado Nels Edlevson que construyera dos modelos de acelerador bastante toscos. Utilizando imanes fácilmente disponibles, monte una cámara de vacío de vidrio. El diámetro de la cámara de vacío es de sólo 10,16 cm. Se fijan dos electrodos huecos semicirculares en la cámara y se aplica alto voltaje de radiofrecuencia entre los electrodos. Después de la implantación de iones de hidrógeno, en realidad muestra el efecto de acelerar el giro de los iones.

En la primavera de 1931, Lawrence recibió la primera subvención del Consejo Nacional de Investigación Científica, lo que hizo que el trabajo de investigación avanzara rápidamente. También le pidió a M.S. Livingston que construyera un microciclotrón con un diámetro (cámara de vacío) de 11,43 cm. El voltaje en los dos electrodos en forma de D era inferior a 1.000 y se obtuvo un efecto de aceleración de 80.000 voltios. Pronto, los ciclotrones se hicieron cada vez más grandes y entraron en una era de diseño y construcción estandarizados.

Los ciclotrones no sólo son equipos importantes en experimentos de física nuclear, sino que también se utilizan ampliamente en la industria y la medicina.