Betatron Nedir?

Betatron Nedir,Betatron’un gelişimi, saf bilimsel araştırmanın ansızın, insanoğluna çok büyük pratik faydaları olan aletleri, nasıl üretebileceğinin bir örneğidir.

Betatronlar, başlangıçta atomları inceleyecek aletler olarak geliştirildi. Günümüzde bu amaç için modaları geçtiğinden, onlar daha çok yüksek enerjili x- ışınları üretmek için tıpta ve endüstride geniş şekilde kullanılırlar.

Tanecik Hızlandırıcıları

1940 yılında, Amerikalı fizikçi Do-nald W. Kerst, tarafından bulunan betatron; atomun çekirdeğini incelemek zorunluluğundaki bilim adamlarının kullandığı birkaç aletten biri olarak, bir çeşit tanecik hızlandırıcısıdır.

Bu maki nalar, elektronlar gibi minicik elektrikle yüklü madde parçacıklarını alırlar, onları yüksek hızlara kadar hızlandırırlar ve atomların içinde patlatırlar. Bazen bu taneciklerden bazıları çekirdek üzerine direk bir çarpma gerçek leştirir ve çekirdeği açık bırakır, bu yolla bilim adamları çekirdeğin iç kısmında ne olduğunu görebilirler. “Betatron” ismi elektronların başka bir ismi olan “Beta tanecikleri”ni hızlandırdığı gerçeğinden gelmektedir.

Taneciğin, bağı ve atomun minicik çekirdeğini parçalayabilecek kadar hızlı gidişinin nasıl olduğunu ortaya çıkarmak bilim adamlarının yıllarını aldı. Tanecikleri hızlandırmanın oldukça değişik metodları denenmiş bulunuyor.

Bununla birlikte, bu metodlardan hepsi taneciklerin daha hızlı gitmesini sağlamak için elektrik alanları kullanır lar. Alan, kuvvetin bulunduğu bir bölgedir. Mesela: güneşin çekim alanı etki bölgesi içindeki tüm nesneler üzerinde bir kuvvet uygular. Elektriksel olarak yüklü tanecikler de aynı zamanda bir kuvvet uygularlar. Elektronun negatif yükü, pozitif yükü elektronları çeken ve negatif yüklü olanları iten bir alan yaratır.

Genellikle, tanecik hızlandırıcısı içer sindeki bir kışıma elektronları çekmesi için pozitif yük ve başka bir kışıma da elektronları itmesi için negatif yük verirken, hızlandırmak için bir yüklü parçacık mesela, bir elektron diyelim -içeri alır, önden Çekilen ve arkadan itilen elektronlar iki kısım arasında uçarlarken hızlanırlar. Bu kuvvetlerin arka arkaya uygulanması çok yüksek hızlarda hareket eden elektronların elde edilmesini sağlar.

Elektronlar, magnetik alanlar yardımıyla bir çizgi üzerinde tutulurlar. Yüklü bir tanecik üniform bir magnetik alanda hareket ederken, filan onu dairesel bir yol üzerinde döndürecektir. Alan güçlendikçe taneciğin izlediği yol daha da eğilecektir, j Tanecik hızlandırıcısının (üniform olmayan alanlar ile) diğer mıknatısları; büyüteçin ışığın ışınlarını bir noktada toplamasına benzer bir yolla; taneciklerin ışınlarını bir noktada toplar.

Bununla birlikte betatron elektronları hızlandırmak için değişik bir metod kullanır. Diğer tanecik hızlandırıcıları gibi, tanecikleri hızlandırmanın bilinen tek yolu olan elektrik alanlarının kullanımından faydalanır.

Makinanın değişik kısımlarına elektrik yüklerinin verilmesi yerine betatron belirli koşullar altında bir magnetik alanın bir elektrik alanı yaratabileceği gerçeğinden yararlanır. Aynı prensip transformatörlerde de kullanılır.

Transformatörün Prensibi

Transformatör, magnetik alan yardımıyla bir bobinden diğerine elektriksel gücü nakleden bir cihazdır. Basit bir transformatör nüve olarak isimlendirilen dikdörtgen şeklinde eğilmiş bir demir çubuktan meydana gelir. Birinci devre bobini olarak adlandırılan bobin, nüvenin bir tarafına sarılır, ve diğeri, ikinci devre bobinide zıt tarafa sarılır.

Transformatör, değişken bir elektrik alanının -güç olarak değişen bir alan-sıra ile başka bir elektrik alanı meydana. getirecek değişebilir bir magnetik alan; üreteceği durumunun kullanımırtdan faydalanır.. Mesela, değişen bir elektrik akımının birinci devre bobine akışı sağlanırsa, demir nüvede değişen bir magnetik alan, ikinci devre bobini etrafındaki elektronları iten oraya doğru bir akıma sebep olan başka bir elektrik alanı yaratır.

Betatronun Prensibi

Betatron aynı prensibi kullanır, fakat orada şu fark vardır: Telde elektron akımı yaratmak için değişen elektrik alanının kullanılması yerine. betatron onu demir nüve etrafında dairede yer alan serbest elektron gruplarını itmek için kullanır. Böylelikle betatron elektriksel gücü bobinden serbest hareket eden elektronlara nakleder. Betatron, ikinci devre bobini daha önce olduğu gibi bobin olmayıp, serbest elektronlar olan bir transformatördür.

Genellikle, elektronlar daha hızlı hareket ederlerken magnetik alan tarafından daha az eğilecekler ve merkezden uzaklaşan helezonlar teşkil etmeye başlayacaklardır.

Bununla birlikte, betatron; elektriksel güç artırılırken nüvede oluşan magnetik alanın dairesel bir yörüngedeki elektronları eğmek için yalnızca gerekli miktar kadar artacağı bir şekilde inşa edilir. Serbest elektronların ne kadar hızlı gittikleri önemli değildir, çünkü, hala bir daire içinde hareket etmektedirler.

Bazı betatronlar, elektronları ışık hızının %99,999’da hareket ettirdikleri halde, bu hız hatta betatronlardan daha güçlü hızlandırıcıların geliştirilmesine olanak sağlayan nükleer fizikçilerin amaçları için hala yeterli değildir.

Fakat, betatron tıpta ve endüstride çok kıymetli bir aygıt olmuştur. Elektron lar en üst hıza ulaştıkları zaman makinada hedef olarak adlandırılan bir metal parçasına çarptırılırlar. Yüksek hızlı elektronlar hedefe çarptıkları zaman X ışınları üretirler. (X-ışınlarına bakınız) Elektronlar daha fazla enerjiye sahip olursa, ortaya çıkan X ışınlarıda daha güçlü ve nüfüz edici olur.

Doktorlar, betatronlar tarafından üretilen yüksek enerjili X- ışınlarının vücud derinliklerindeki kanserli bölgeleri daha iyi tedavi edebildiğini ve normal x- Işını makinaları tarafından üretilen düşük enerjili X ışınları kadar deriyi yakmadıklarını ortaya çıkarmış bulunuyorlar. Betatronlar aynı zamanda hastahanele re kullanışlı hale getirilebilmen voltluk güç kaynaklarıyla çalışabilirler.

Betatron’un yapısı, ısıtılmış bir volfram flamanınca üretilen elektronlar manyetik alanda düzenli ayarlamalar yapılarak vakum odasında Hızlan dirilir Sağda: Genişleyen spiral yörüngede hızlanan elektronlar görülmektedir, bövlece partikül demeti metalik bir hedefe çarpar ve X ışınları oluşur

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir