Accelerators and particle detectors - Institute for Theoretical Physics

Abbildung 81: Prinzip des Zyklotrons.
Feld emittiert werden. Ionen, die leicht nach oben oder nach unten fliegen, treff
Magnetjoch. Weil aber das B-Feld nach aussen abklingt, führt die kleine vertikale
Abbildung 81: Prinzip des Zyklotrons.
Accelerators:
ponente
Cyclotron
der Lorentzkraft K die Ionen in die Sollebene zurück Abbildung (Abb. 81: 82). Prinzip In der des ver Zy
Richtung in einer führen Zelle alsomit die Ionen einemeine Glühdraht harmonische ionisiert. Schwingung Die Ionen durch. (Ladung Die Bedingu q) wer
diese vertikale zwei “Dees” Fokussierung (D) beschleunigt lautet und führen eine spiralförmige Bahn in eine
in einer Zelle mit einem Glühdraht ionisiert. Die Ionen (Ladung q) werden zwischen
Magnetfeld B aus. Die Zentripetalkraft beim Radius ρ ist gleich der Lore
zwei “Dees” (D) beschleunigt Centripetal inund einer führen force Zelle eine and mit spiralförmige einem Lorentz Glühdraht Bahn force in einem ionisiert. homogenen Die
Magnetfeld Einheiten): B aus. Die are Zentripetalkraft balanced: zwei n “Dees” = −beim r ∂B
Radius z
(D) beschleunigt ρ ist gleich und derführen Lorentzkraft eine spira (S.I.
Einheiten):
B ∂r > 0,
Magnetfeld maus. v2 Die Zentripetalkraft beim Radiu
Einheiten): m v2
= qvB.
ρ = qvB.
wobei n der Feldindex ist. Man kann zeigen, dass das Feld aber nicht zu schne (340
ρ
aussenMit abklingen v = ωρdarf, findet damit man die Impuls- Ionen, die also nicht Radius-unabhängige exakt entlang der
Mit v = ωρ findet man Cyclotron die Impuls-frequency:
also Radius-unabhängige Kreisfrequenz m
Kreisfrequen
Spirale v2
(Zyklotron
ρ = qvB. in de
zontalen frequenz) Ebene fliegen, auf die Sollbahn zurückfokussiert werden. Die Bedingung
frequenz)
Ein Zyklotron mit exakt homogenem B-Feld liefert nur eine verschwindend kleine
Mit v = ωρ
ω =
findet qB ω . man = qB Intensität, da es nur diejenigen Ionen beschleunigt, die in die Sollebene senkrecht zum
die . Impuls- also Radius-unab
Feld emittiert werden. Ionen, die leicht nach oben oder nach unten fliegen, treffen das
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