Parçacık Hızlandırıcı
 

PARÇACIK HIZLANDIRICILARI, nükleer fi*zikte, atomların ve bunların içindeki temel parçacıkların nasıl davrandığını araştırmaya yarayan aygıtlardır. Bu aygıtlar önce atomla*rın içindeki çekirdekleri çekip çıkarır, sonra da bu çekirdek parçacıklarını saniyede 250.000 kilometrenin üstünde bir hıza ulaşın*caya kadar hızlandırırlar. Hızla hareket eden parçacıklar, sıradan maddelerin atomlarını radyoaktif atomlara dönüştürmek için kulla*nılabilir Atomlardaki yüklü parçacıkları (yani elektron ve protonla*rı) hızlandırmak için elektriksel kuvvetlerden yararlanılır.
Doğrusal hızlandırıcı'da çekirdek parçacık*ları bir dizi borunun içinden geçirilir ve sonunda bir hedefe çarptırılırlar. Parçacık boruların içinde doğrusal bir hatta yol alırken gittikçe hızlanır. Büyük bir doğrusal hızlandı*rıcının uzunluğu 3 kilometrenin üstünde ola*bilir.
Bir başka hızlandırıcı tipi de siklotron'dur. Siklotronu 1931'de ABDTi iki fizikçi, Ernest Orlando Lawrence ve M. Stanley Livingston geliştirdiler. Bu aygıtta protonlar halka biçi*mindeki dev bir mıknatısın içinde dolandırılır. Protonlara her turda iki kez yaklaşık 100.000 voltluk bir gerilim uygulanır; bu gerilim pro*tonları daha da hızlandırır. Siklotronda, hızla*rı ne olursa olsun protonlar her turu aynı süre içinde tamamlarlar.

Protonların havadaki atomlarca yavaşlatıl*masını önlemek için siklotrondaki dev mıkna*tısın içindeki bölümün havası boşaltılmıştır. Çeşitli gazların atomları küçük bir boru yardı mıyla aygıtın merkezine gönderilir ve burada bir elektrik arkıyla parçalanıp protonlarının serbest kalması sağlanır.
1940'ta ABDTi fizikçi Donald W. Kerst'in tasarımladığı betatron da bir başka parçacık hızlandırıcısı türüdür. Betatronda değişken bir magnetik alanın yardımıyla elektronlar hızlandırılır.
Senkrotron denen çok daha büyük ve güçlü hızlandırıcılarda da gene bu yöntemler uygu*lanır. Bu aygıtlarda parçacıklar önce bir doğrusal hızlandırıcıda hızlandırılır, sonra sik-lotrondakine benzer biçimde hızlandırılmak üzere mıknatıslı bir bölmeye gönderilir ve burada mıknatıs çevresinde binlerce kez do*landırılır. Böylece iki ayrı aşamada hızlandırı*lan parçacıkların hızı gitgide ışık hızına yakla*şır ve kütleleri artar. Bu sürece paralel olarak senkrotronun mag*netik alan şiddetinin de gittikçe artırılması gerekir. Ama bunun bir sınırı vardır ve bu sınıra ulaşıldığında alan şiddeti daha fazla artırılamaz; bu nedenle de artık yörüngelerin*de tutulamayan parçacıklar fırlayıp gider.
Büyük senkrotronlarda parçacıkların hız*landırılmasında kullanılan gerilimin düzeyi 500.000 MeV'nin (MeV: Megavolt, 1 mil*yon volt) üstüne çıkar; oysa betatronlarda ulaşılabilecek gerilim düzeyi 350 MeV'dir.