Primul betatron a fost proiectat și dezvoltat Wideroe în 1928, dar nu a funcționat. Prima betatron funcționează în mod fiabil a fost stabilit DV Kerst numai în 1940 -1941 ani. în Statele Unite ale Americii. Universitatea din Illinois. A fost prima dată într-un betatron oscilatii quasi periodice au fost studiate în detaliu, ceea ce face ca particula, așa-numitul betatron oscilații. Energia maximă care a fost atins în betatron nu depășește 300 MeV. Odată cu dezvoltarea Betatrons o tehnologie de accelerare liniară, care au fost adesea folosite pentru accelerarea inițială a fasciculului de electroni intens, am fost puternic împins înapoi linac (acceleratoare liniare, de accelerație în limba engleză. Linear), iar acum este rar folosit.
Principiul de funcționare
Betatron câmpul magnetic alternativ este utilizat, care îndeplinește trei funcții: creează un vortex accelerare câmp electric direcționează fasciculul de-a lungul unei traiectorii dorite și să ofere focalizare slabă. betatron Classic este o mașină de slab-focalizare. Grinda care circulă în camera de vid toroidală realizate din ceramică acoperite pe interiorul filmului subțire conductiv pentru a evita acumularea sarcinii electrice. Din expresia forței Lorentz poate fi obținută între impulsul particulei p. câmp magnetic B de-a lungul orbitei fasciculului și raza de curbură ρ :, unde c - a vitezei luminii, e - sarcina unui electron. Bρ cantitate numita particule de duritate. Prin variația câmpului magnetic poate fi scris folosind ecuația lui Maxwell pentru conectarea de câmpuri electrice și magnetice, expresia de inducție electromagnetică, și legea lui Newton: în cazul în care ar trebui să legătura dintre domeniile de conducere pe orbita fasciculului și fluxul de acoperit pe orbită: așa-numitele "Act 2: 1." Fluxul penetrant orbita fasciculului, să fie de două ori la fel de mult ca și în cazul în care a fost creat de câmp magnetic uniform egal în mărime de master. În caz contrar, orbita în timpul accelerării nu ar fi rămas constantă. Pentru a îndeplini aceste cerințe să creează miez special de fier într-un betatron.
restricţii
Deoarece câmpul generat de miezul este limitat în mărime datorită saturării de fier, singura modalitate de a crește energia - pentru a mări dimensiunea betatron și în consecință greutatea acestuia. Astfel, betatron 300-MeV în Illinois, cântărea mai mult de 300 de tone. O altă limitare serioasă se datorează pierderii de energie a particulelor din cauza radiațiilor sincrotron. care devin vizibile pornind de la energie
100 MeV. În principiu, betatron poate fi accelerată și protoni, energia astfel achiziționate va fi egală cu produsul din diferența de potențial traversat de taxa, dar din cauza masei mari a protonului viteza va fi de sute de ori mai puțin. Deoarece energia creșterii particulelor într-un betatron depinde numai de numărul de rotații (unitatea keV pentru perioada), este necesar un timp foarte lung pentru accelerarea proton. Mai mult decât atât, pentru retenția de protoni la orbita de echilibru (βW = 300B (r, t) R. În cazul în care W [MeV], B [T], R [m]) necesită un câmp magnetic puternic. Prin urmare, aplicat betatron pentru a accelera electroni.