Aceleradores de particulas





Conocidos los fundamentos de la desintegración artificial, las investigaciones se encaminaron a buscar proyectiles de poderosa energía para realizar los bombardeos sobre diferentes clases de núcleos. Las máquinas que se han venido ideando para acelerar las partículas con las que se ha de realizar la desintegración artificial, reciben el nombre genérico de aceleradores atómicos. En la actualidad se conoce un buen grupo de ellos, entre los que podemos mencionar: el ciclotrón, el betatrón, el sincrotrón, el cosmotrón, el bevatrón, etc.

La energía adquirida por las partículas suele expresarse en electro-voltios, siendo el electrovoltio la energía que adquiere un electrón cuando sufre una caída de potencial igual a un voltio. Como unidad de energía también se utiliza corrientemente un múltiplo del electrovoltio llamado megaelectrovoltio (MeV), el cual vale un millón de electrovoltios. De los aceleradores atómicos arriba nombrados, nos vamos a referir únicamente al ciclotrón por ser el más conocido y el que mayor campo de aplicación ha tenido.

El ciclotrón fue ideado por E.O. Lawrence en el año de 1930. Consiste en una cámara en la cual se encuentran dos cajas metálicas Di y D2 aisladas entre sí; la cámara en la cual se ha hecho el vacío se coloca entre los polos de un potente electroimán, las cajas por su parte se hallan conectadas exteriormente a los bornes de un generador de corriente alterna de alta frecuencia.

Cuando se admite hidrógeno en la cámara vacía el filamento caliente F ioniza algunos de los átomos de hidrógeno produciéndose en esta forma los protones que son los proyectiles que se van a usar como balas atómicas.

En el instante en que la caja Di está cargada positivamente D2 lo está negativamente, un protón que esté cerca de F se acelerará hacia D2 . Al moverse dentro del intenso campo magnético creado por el electroimán, esta partícula con carga positiva recorre una ruta circular, como se ve en el dibujo.

ciclotron

Después de que la partícula ha efectuado media vuelta, se invierte el potencial de las cajas de manera que ahora Di será negativo y D2 positivo, por lo cual el protón será atraído por una y rechazado por la otra, aumentando en esta forma su velocidad. Después de la segunda media vuelta, se vuelve a invertir el potencial de las cajas y el protón volverá a ser acelerado. De este modo, conforme se invierte periódicamente el potencial, el protón viajará más y más de prisa describiendo trayectorias circulares, cada vez de mayor radio hasta que finalmente sale del aparato a través de una ventana para ser dirigido sobre el blanco previamente preparado. Las partículas más usadas como proyectiles son: protones, deuterones y rayos alfa.



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