Mișcarea particulelor încărcate în camera de vacuum ciclotronului
Între polii electromagnetul este plasat o cameră de vid puternic, în care sunt amplasate doi electrozi în formă de tubulare semi-cilindri de metal (Dees). Prin Dees o tensiune alternativă a cărui frecvență este egală cu frecvența ciclotronică. Particulele încărcate sunt injectate în centrul camerei de vacuum. Particulele sunt accelerate de câmpul electric în spațiul dintre Dees. Particulele Dees din interiorul muta sub forța Lorentz de-a lungul semicercului, al cărui rază crește odată cu creșterea energiei particulelor. De fiecare dată când particula trece prin spațiul dintre Dees, este accelerat de câmpul electric. Astfel, în ciclotron, ca și în toate celelalte acceleratori, o particulă încărcată este accelerată de câmpul electric, și este ținută în calea câmpului magnetic. Ciclotroni permit accelerarea protonilor la energii de aproximativ 20 MeV.
campuri magnetice omogeni sunt folosite în multe dispozitive și, în special, în spectrometre de masă - dispozitive care pot fi utilizate pentru a măsura masa particulelor încărcate - ioni sau atomi diferiți nuclei. Spectrometre de masă sunt folosite pentru separarea izotopilor, adică, nucleele atomice ale aceeași sarcină, dar diferite mase (de exemplu, 20 și 22 NE Ne). Cel mai simplu spectrometru de masă prezentat în Fig. 1.18.4. Ionii emise de sursa S. testate prin mai multe deschideri mici care formează fasciculul îngust. Apoi, acestea se încadrează în selectorul de viteză. în care particulele se deplaseze într-un câmp electric și magnetic încrucișate omogene. Un câmp electric este creat între plăcile unui condensator plan, câmpul magnetic - decalajul dintre polii unui electromagnet. Viteza inițială a particulelor încărcate direcționată perpendicular vectorii și
La particule se deplasează în câmpuri electrice și magnetice încrucișate acționează forța electrică și forța Lorentz magnetice. Subiect E = υB tocmai aceste forțe echilibru reciproc. Dacă această condiție este îndeplinită, particula se mișcă uniform într-o linie dreaptă și, zboară prin condensator, trece prin gaura din ecran. Pentru valori date ale selectorului electric și magnetic câmpuri alocă particule care se deplasează cu o viteză de υ = E / B.
Mai mult, particula cu aceeași valoare de viteză se încadrează în camera spectrometru de masă în care este creat un câmp magnetic uniform. Particulele muta în camera într-un plan perpendicular pe câmpul magnetic, forța Lorentz. Traiectoriilor particulelor sunt cercuri cu raze R = m υ / QB“. Măsurarea razele traiectoriilor pentru valori cunoscute υ și B „poate determina raportul q / m. În cazul spectrometru de masa izotopilor (q1 = q2) permite separarea particulelor cu mase diferite.
Spectrometre de masă moderne permit măsurarea masei particulelor încărcate cu o precizie mai mare de 10 -4.
