سيكلوترون (Cyclotron) هو جهاز فزيائي يُستخدم لتسريع الجسيمات مشحونة كالبروتونات أو الإلكترونات إلى سرعات عالية باستخدام مجال مغناطيسي. تم تطوير السيكلوترون لأول مرة في الثلاثينات من القرن العشرين من قبل العالمين الفيزيائيين الأمريكيين إرنست أورلاندر ولورانس لأغراض البحث في المجالات النووية.
كيف يعمل السيكلوترون؟
- تسريع الجسيم: يتم وضع الجسيمات المشحونة داخل مجال مغناطيسي ثابت. عندما تُسلك الجسيمات دورة دائرية في هذا المجال، تُسرع بواسطة الجهد المتناوب الذي يتغير بتردد متسارع.
- تسليك دوري: الجسيمات تمر بحركة دورية داخل المجال المغناطيسي، حيث يتسارع الجسيم في كل دورة.
- زيادة السرعة: كلما دارت الجسيمة في دورة أخرى، زادت سرعتها، وهكذا تزيد سرعة الجسيمة بشكل تكراري.
- الخروج من الجهاز: عندما تصل الجسيمات إلى سرعة معينة تُعرف بالسرعة الحرجة، يتم إخراجها للخارج من السيكلوترون لاستخدامها في التفاعلات النووية أو البحوث الأخرى.
تطبيقات السيكلوترون:
- البحوث النووية: يُستخدم السيكلوترون في تسريع الجسيمات لإجراء التفاعلات النووية وفهم خصائص الذرات والنوى.
- العلاج بالإشعاع: يتم استخدام الجسيمات المسرعة من السيكلوترون في علاج بعض أنواع الأورام السرطانية باستخدام الإشعاع.
- إنتاج الإشعاع للتشخيص: يُستخدم السيكلوترون لإنتاج النواقل المشعة المستخدمة في تقنيات التشخيص الطبي كالتصوير بالإصدار الإيجابي (PET).
- بحوث الفيزياء الجويزائية: يُستخدم السيكلوترون لدراسة الجزيئات الفلكية وظواهر الطاقة العالية في الفضاء.
يمثل السيكلوترون تقنية هامة في مجال البحث النووي والطب النووي، وقد تم تطوير أنواع مختلفة من السيكلوترون لتلبية احتياجات مختلفة في مجالات متنوعة من العلوم والتكنولوجيا.
المراجع
areq.net
التصانيف
فيزياء العلوم التطبيقية العلوم البحتة علوم مجالات نووية