شارك
الرئيسيةما هو السيكلوترون؟
هو نوع من مسرّعات الجسيمات التي تنتج نظائر مشعة تُستخدم في تصوير الجزيئات، حيث تُوضَع النظائر المستقرة وغير المشعة في السيكلوترون فتحرض انتقال البروتونات إلى مجالات طاقية عالية ضمن مجال مغناطيسي.
ما هي استخدامات السيكلوترون؟
يُستخدم السيكلوترون في التطبيقات التالية:
- إنتاج مواد مشعة للأغراض الطبية التشخيصية والعلاجية.
- قصف النوى الذرية بجزيئات عالية السرعة في سبيل دراسة التفاعلات النووية.
- إضافة الأيونات لتحسين جودة المواد الصلبة.
كم عدد السيكلوترونات الموجودة في العالم؟
توجد حالياً أكثر من 1500 منشأة تحتوي على سيكلوترون حول العالم، وقامت الوكالة الدولية للطاقة الذرية بتقديم خريطة تضم نحو 1300 من منشآت السيكلوترون الموزعة على 95 دولة حول العالم.
ما هو الفرق بين السنكروترون والسيكلوترون؟
يستخدم السيكلوترون مجالاً مغناطيسياً ثابتاً (مستمراً) ومجالاً كهربائياً ذا تردد ثابت، بينما يستخدم السنكروترون مجالات كهربائية ومغناطيسية مترددة (متناوبة) وبإمكانه تسريع الجسيمات إلى طاقات عالية، ويبلغ حجم السنكروترون أضعاف حجم السيكلوترون.
ما هي مكونات السيكلوترون؟
يتألف السيكلوترون من المكونات التالية:
- النظام المغناطيسي.
- غرف محكمة الإغلاق ومفرغة.
- نظام الطاقة المتذبذبة.
- حاقن الأيونات.
- معدات التركيز والتكثيف.
ما هي مواصفات السيكلوترون؟
يُصنع مغناطيس السيكلوترون من 25 طناً من الفولاذ منخفض الكربون مع قطبين مغلفين بالنيكل، ويزن السيكلوترون 55 طناً، ويقع عادةً داخل قبو داخلي له جدران وأبواب خرسانية يبلغ سمكها نحو 2 متر لحماية محيط السيكلوترون من الإشعاع النووي عند التشغيل.
من اخترع السيكلوترون؟
تم اختراع السيكلوترون لأول مرة من قبل العالم إرنست لورانس عام 1929، حيث قام بتسريع الجسيمات النووية باستخدام فرق كمون أقل من غير أجهزة، وفي عام 1939 حصل لورانس على جائزة نوبل في الفيزياء لاختراعه هذا.
ما هي مزايا السيكلوترون؟
يمتلك السيكلوترون المزايا التالية:
- يستخدم السيكلوترون نفس فجوة التسريع ما يقلل من حجمه.
- تكلفة المبنى والحماية من الإشعاع لمنشآت السيكلوترون منخفضة نسبياً.
- تُنتج السيكلوترونات شعاع الجسيمات بشكل مستمر.
ما هي عيوب السيكلوترون؟
للسيكلوترون العيوب التالية:
- مسرعات التردد الثابت تعمل فقط إذا كانت الجسيمات تتبع قانون نيوتن للحركة.
- تسريع السيكلوترون للجسيم المشحون يكون أقل بكثير من سرعة الموجة الضوئية.
- صعوبة الحفاظ على ثبات المجال المغناطيسي في كل أجزاء السيكلوترون.
- لا يستطيع تسريع الإلكترون.
- لا يستطيع تسريع الجسيمات غير المشحونة.