Ciclotrón


    El ciclotrón es un tipo de acelerador de partículas que, basándose en el principio de que una partícula cargada en el seno de un campo magnético uniforme, con una cierta velocidad perpendicular a éste, describe una trayectoria circular; utiliza una única diferencia de potencial para acelerar iones y un campo magnético que los devuelva a la región donde existe el campo eléctrico para poder repetir el proceso, por tanto, y como su propio nombre indica, el proceso se produce de forma cíclica (aceleración-regreso).

    Consta el ciclotrón de dos placas conductoras semicirculares ("Des" en adelante) huecas aisladas eléctricamente entre sí, situadas dentro de un campo magnético y conectadas a una diferencia de potencial alterna. Esta diferencia de potencial producirá en la cavidad existente entre las dos placas se produzca un campo eléctrico oscilante, es decir, cuyo sentido variará en función de la diferencia de potencial. En el seno del campo eléctrico se situará una fuente de iones que serán acelerados por éste. Al penetrar en cualquiera de las Des no sufrirán fuerza eléctrica alguna, debido a que el campo eléctrico dentro de un conductor es nulo, pero si una fuerza magnética que les hará describir una trayectoria circular en su interior, regresando a la zona intermedia donde se repetirá el proceso.

    Para que la diferencia de potencial entre las Des esté en resonancia con el movimiento circular de los iones la frecuencia con la que oscila el potencial eléctrico  deberá ser igual a ω/2π, donde ω es la velocidad angular de los iones en el interior de las Des, cuyo valor vendrá dado por
   
    ω = q*B/m

La importancia de que la diferencia de potencial y el movimiento circular estén en resonancia radica en la necesidad de que cuando los iones completen la trayectoria semicircular en cualquiera de las Des, el sentido del campo eléctrico existente en la región intermedia se haya invertido y por tanto los iones puedan volver a ser acelerados.
 
    La energía cinética que tendrán los iones tendrá como valor el producto de la diferencia de potencial existente entre las Des y el número de veces que los iones son acelerados por ésta.






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