شتاب‌دهنده حلقوی

شتاب‌دهندهٔ حلقوی یا سیکلوترون یکی از مهمترین ابزار آزمایشگاهی در زمینه فیزیک تجربی است و بزرگی یک کارخانه را دارد. شتاب‌دهنده حلقوی شتاب‌دهنده‌ای حلقه‌ای‌شکل برای ذرات باردار می‌باشد. علاوه بر انجام آزمایشهایی در زمینه فیزیک ذرات بنیادی از اشعه x تولید شده در شتابدهنده نیز می‌توان برای انجام آزمایشهای مختلف استفاده کرد .

پیشینه

محاسبه ویژگی‌های اشعه سیکلوترون

ویژگی‌های اشعه سیکلوترون اولین بار توسط روس‌ها در سال ۱۹۴۴ و سپس توسط آمریکایی‌ها در سال ۱۹۴۵ محاسبه شد. اما این اشعه به طور تجربی در سال ۱۹۴۷ به وسیله ماشینی کوچک با تولید ۷۰ مگا الکترون ولت تولید شد.

استفادهٔ گسترده از سیکلوترون

با وجود کشف اشعه سیکلوترون در سال ۱۹۴۷ بیش از بیست سال طول کشید تا در روسیه ژاپن آمریکا فرانسه آلمان و انگلستان از آن به طور گسترده استفاده شود.

طیف حاصل از سیکلوترون

طیف حاصل از سیکلوترون طیفی پیوسته است که انرژی‌های بالا در محدوده طیفی از امواج میلی‌متری تا اشعه ایکس را شامل می‌شود. از سیکلوترون جهت تولید رادیوایزوتوپها یا مواد رادیواکتیو مصنوعی استفاده می شود.

کاربردهای شتاب‌دهندهٔ حلقوی

کاربرد در اپتیک

از پرتو ایکس حاصل از سیکلوترون در فیزیک استفاده بسیار می‌شود از جمله در اپتیک از مقدار تغییرات حرارتی حاصل از برخورد این پرتو با سطح آینه‌ها می‌توان طبق پراش براگ به مقدار تغییرات انعکاس آینه‌ها در اثر تغییر ضخامت لایه‌های عناصر به کار رفته در آینه‌ها پی‌برد.

کاربرد در طیف‌سنجی

از دیگر کاربردهای سیکلوترون در طیف‌سنجی است. به عنوان مثال می‌توان طیف فلوئورسانس حاصل از سیکلوترون را در طیف‌سنجی بررسی کرد و به خواص فیزیکی اجسام گوناگون پی‌برد.

جستارهای وابسته

• اختراع‌ها در ایالات متحده (۱۸۹۰–۱۹۴۵)
• سیکلوترون اورسی
• آزماشگاه تحقیقاتی سرن
• آزمایشگاه ملی سیکلوترون ابررسانا

منابع

• J. App. Phy. ۶۵ (۱), ۱۹۶-۲۰۰ -۱۹۸۹
• J. App. Phys. ۶۹ (۱) ۱۶۸-۱۷۳-۱۹۹۱
• Applications of Synchrotron Radiation to Materials Analysis by H. Saisho and Y. Gohshi , Elsevier Science

Pub Co, 1996

• The Physics of Synchrotron Radiation (Cambridge Monographs on Particle Physics, Nuclear Physics and Cosmology) by Albert Hofmann, Cambridge University Press, 2007