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 250000 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 100000 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 500000 MeV'nin (MeV: Megavolt, 1 mil*yon volt) üstüne çıkar; oysa betatronlarda ulaşılabilecek gerilim düzeyi 350 MeV'dir