شتاب‌دهنده ذرات: تفاوت میان نسخه‌ها

بنابراین سیکلوترونها دارای یک چشمه یونی است، که بین دو صفحه نیم دایره میان تهی (به نام دی) قرار گرفته‌است. فاصله بین دی‌ها جایی است که شتاب یون در آنجا صورت می‌پذیرد. وپایین دی‌ها وچشمه یون قطب‌های یک مغناطیس بزرگ قرار دارند. تأثیر میدان مغناطیس بر روی [[ذرات باردار]] موجب حرکت آن‌ها در یک مسیر دایره‌ای می‌گردد. در هنگام کار سیکلوترون، چشمه یون، ذرات باردار (معمولاً مثبت) را به فضای بین دی‌ها تزریق می‌کند که این ذرات به داخل دی دارای بار مخالف شتاب داده می‌شوند، و فقط مجبور به حرکت در یک مسیر دایره‌ای به وسیله میدان مغناطیسی می‌باشند. ابتدا، انرژی ذرات پایین است و مسیر طی شده دارای شعاع کوچکی است. بلافاصله پس از خروج ذرات بوسیلهبه وسیلهٔ دی اول دفع شده و به سمت دی دوم شتاب داده می‌شوند. در این زمان، ذرات انرژی جنبشی نسبتاً بیشتری دارند، لذا آن‌ها مسیر دایره شکلی را که دارای شعاع بزرگ‌تر است طی می‌کنند، ولی زمانی را که ذره برای بیرون آمدن از دی‌ها لازم دارد همیشه یکسان است (سرعت آن‌ها بالاتر است، ولی مسیری که دارای شعاع بزرگتری است، طولانی‌تر است. ذراتی که هر بار به این طریق شتاب داده می‌شوند از فاصله بین دی‌ها عبور می‌کنند. سرانجام شعاع مسیر مارپیچی که باید سیکلوترون آن را در حرکت بعدی خود نگه دارد، بسیار بزرگ شده و ذرات به صورت [[بار الکتریکی]] از داخل سیکلوترون به طرف هدف منحرف می‌گردند.

بدین ترتیب، افزایش انرژی می‌یابند شدت میدان مغناطیسی که برای هدایت کردن آن‌ها استفاده می‌شود باید با هر چرخش برای نگه داشتن ذرات متحرک در یک حلقه، تغییر کند. تغییر در میدان مغناطیسی باید به‌طور دقیق با تغییر در انرژی هم‌زمان شود یا باریکه تلف خواهد شد؛ بنابراین نام '''سنکروترون''' از گستره انرژی‌های بالایی کهذرات می‌توانند در یک تک حلقه شتاب بگیرند بوسیلهبه وسیلهٔ گستره شدت میدان قابل دستیابی با دقت بالا از یک مجموعه خاص آهنرباها، معین می‌شود. برای رسیدن به انرژی‌های بالا، فیزیکدان‌ها گاهی اوقات از یک مجموعه سنکروترون‌های با اندازه‌های متفاوت استفاده می‌کنند، هر یک، سیستم بزرگتر بعدی را تغذیه می‌کند. ذرات اغلب پیش از ورود به اولین حلقه، با استفاده از یک شتابدهنده خطی کوچک یا وسیله‌ای دیگر پیش شتاب می‌گیرند. [[تابش سنکروترون]] نامی است که به [[تابش الکترومغناطیسی]] گسیل شده بوسیلهبه وسیلهٔ ذرات باردار چرخنده در یک سنکروترون اطلاق می‌شود. این تابش به این علت است که ذرات باردار بوسیلهبه وسیلهٔ میدان مغناطیسی از آهنرباهای دوقطبی برای به حرکت درآوردن باریکه حول حلقه شتاب می‌گیرند (منحرف می‌شوند). هر ذره باردار شتابدار، تابش الکترومغناطیسی تولید می‌کند.

[[طول موج]] و شدت تابش سنکروترون به انرژی و نوع ذره گسیل شده بستگی دارد. اگر منظ. ر انبار کردن یک باریکه انرژی بالا باشد پس تابش سنکروترون یک مشکل است. اتلاف انرژی از باریکه بوسیلهبه وسیلهٔ این اثر تابش، باید به وسیله معرفی کاواک‌های شتاب دهنده در یک یا چند مکان در حلقه بازگردانده شود، تا به ذرات هرگاه که عبور می‌کنند یک تکان در انرژی بدهند. میزان و انرژی تابش به سرعت ذرات تابش‌کننده و شدت میدان مغناطیسی وابسته‌است. وقتی ذرات به سرعت نور نزدیک می‌شوند، این اثر سریعاً افزایش میابد. ضریب [[نسبیت خاص]]، گاما، نسبت به انرژی ذره به انرژی جسم سکون، یعنی mC^۲ است. اتلاف انرژی برای انرژی یک الکترون معین با گاما یعنی با؟ ?mC?^۲ متناسل است.

به جای دی‌ها تنها یک لوله بسته انحنا دار وجود دارو که حاوی ذرات است. به جای مغناطیس‌های بزرگ در بالا و پایین دی‌ها، یک سری از مغناطیس‌های با شکلcقرار گرفته در تناوب‌های طولی لوله جایگزین شده‌اند. ذرات به وسیله یک شتابدهنده کوچکتر به داخل حلقه تزریق شده و در داخل لوله بوسیلهبه وسیلهٔ الکترومغناطیس‌ها نگهداری می‌شوند. شتاب ذرات به وسیله حفره‌های شتابدنده که مشابه لوله‌های غلتان در یک شتابدهنده خطی عمل می‌کنند، انجام می‌گیرد.