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Concept
Cyclotron
Résumé
vignette|redresse=2|Un électroaimant de cyclotron au Lawrence Hall of Science. Les parties noires sont en acier et se prolongent sous terre. Les bobines de l'aimant sont situées dans les cylindres blancs. La chambre à vide se situerait dans l’espace horizontal entre les pôles de l'aimant.
vignette|droite|upright=1.25|Cœur du premier cyclotron belge, construit à Heverlee en 1947.
Le cyclotron est un type d’accélérateur de particules inventé par Ernest Orlando Lawrence et Milton Stanley Livingston de l'Université de Californie à Berkeley au début des années 1930.
Dans un cyclotron, les particules placées dans un champ magnétique constant suivent une trajectoire en forme de spirale composée de demi-cercles successifs de rayon croissant à chaque impulsion par un champ électrique alternatif de fréquence constante. Dans un synchrotron, les particules suivent une trajectoire circulaire de rayon maintenu constant par un champ magnétique croissant avec l'énergie des particules. La fréquence du champ électrique d'accélération est croissante.
Dans un cyclotron les particules sont accélérées à des énergies de quelques MeV à plusieurs centaines de MeV. Les autres types d’accélérateur circulaires, d’invention plus récente, permettent d’atteindre des énergies supérieures : synchrocyclotron et synchrotron (millions de MeV, ou TeV).
Près de sont utilisés en médecine nucléaire dans le monde pour la production de radionucléides.
Un cyclotron est un appareil constitué de trois éléments principaux :
une chambre à vide de forme cylindrique (une sorte de boite de camembert) dont le diamètre est beaucoup plus grand que la hauteur, disposée horizontalement, où circulent les particules chargées sur des trajectoires circulaires.
des électrodes en forme de demi-cylindres ou D, appelées les Dés (ou Dees en anglais), placées à l'intérieur de la chambre à vide et alimentées en haute tension par un oscillateur électrique à haute fréquence.
un électro-aimant puissant délivrant un champ magnétique constant, perpendiculaire au plan de la trajectoire des particules chargées, et uniforme sur toute la surface de la chambre à vide.
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