شتاب‌دهنده ذره‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

نمای هوایی از یک سینکروترون در مرکز تحقیقاتی فرمی در ۵۰ کیلومتری شیکاگو.
نمای هوایی از یک سینکروترون در مرکز تحقیقاتی فرمی در ۵۰ کیلومتری شیکاگو.

شتاب‌دهنده، دستگاهی است که در آن ذرّات باردار (مانند: ذرات بنیادی، هسته اتم‌ها یا اتم‌های یونیزه شده، مولکولها یا قسمت‌های مولکول به وسیله میدان‌های الکتریکی یا مغناطیسی تا سرعت‌های بسیار زیادی شتاب‌داده می‌شوند. به طوری که سرعت بسیاری از آنها، حتی تا نزدیکی‌های سرعت نور می‌رسد. انرژی جنبشی ذره در این حالت به این ترتیب، به اندازه چندین برابر انرژی در حال سکون آن می‌باشد (رجوع شود به E=mc²).

از شتاب‌دهنده‌ها در زمینه‌های مختلفی از فیزیک، از جمله در اندازه‌گیریهای متعددی در فیزیک هسته‌ای استفاده می‌شود: یعنی از طریق شلیک ذرّات، توسط شتاب‌دهنده به سوی جسم در حال تحقیق (Target) و پراکند‌شدن آنها و اندازه‌گیری، توسط یک دوربین یا به طور بهتر ردیاب (Detector).

در حال حاضر، بزرگترین شتاب‌دهنده در جهان در سرن در حال ساخت است. شتاب‌دهنده‌ها اصولا به دو دسته خطی و دایره‌ای تقسیم می‌شوند. مشهورترین و ساده‌ترین شتاب‌دهنده خطی، شتابدهنده واندگراف است و شتاب‌دهنده‌های دایره‌ای، عبارت هستند از: بتاترون، سیکلوترون، میکروتون و سینکروترون.

اتاق فرمان یک شتابدهنده
اتاق فرمان یک شتابدهنده

[ویرایش] واحدهای اندازه‌گیری

الکترون ولت: واحد انرژی است و برابر انرژی یک الکترون یا پروتون وقتی از اختلاف پتانسیل یک ولت عبور کند برابر است با ۱۹-۱۰*۶/۱ ژول

یک گرم هیدروژن ۱۰۲۳ * ۰۲/۶ اتم بوده که به آن یک اتم گرم یا یک مول هیدروژن گویند.

اگر این مقدار هیدروژن از شتاب دهنده یک (Gev) عبور کند معادل انرژی آن برابر خواهد بود:

ژول ۱۰۱۳*۶/۹=۱۰۹*۱*۱۰۲۳*۰۲/۶* ۱۹-۱۰*۶/۱

یک کیلووات ساعت برابر است با ۰۰۰/۶۰۰/۳ ژول. بنابراین انرژی آن برابر است با ۲۶ کیلووات ساعت.

۱۰۱۳ *۶/۹ ژول تقسیم بر ۰۰۰/۶۰۰/۳ مساوی ۱۰۵*۲6

نمایی از یکی از شتاب‌دهنده ذره‌ای در دانشگاه عالی علوم وایزمن در کشور اسرائیل
نمایی از یکی از شتاب‌دهنده ذره‌ای در دانشگاه عالی علوم وایزمن در کشور اسرائیل


[ویرایش] کاربرد های دیگر

شتابدهنده ها در فیزیک پزشکی و به ویژه در پزشکی هسته ای کاربرد بسزایی دارند. بطور مثال برای تولید برخی رادیوایزوتوپ ها در پت اسکن از شتابدهنده های مخصوصی در بیمارستان ها و مراکز مربوطه استفاده میشود.[۱]

[ویرایش] منابع

  1. http://hitachi.com/New/cnews/040122.html