Accélérateurs de Particules : Principes & Limitations - LPSC

Johann Collot Cours de l'école doctorale de physique de Grenoble et du DESA de Casablanca
Accélérateurs de particules : principes & Limitations
Année : 2006
Pour un ion de masse m0, de charge q (positive), l'équilibre de la force centrifuge et de la force de Laplace
conduit à écrire:
=∣∣
=∣∣
=∣∣ =
soit : = ∣∣
Pour des ions non-relativistes ( ≪ ≃ ), (la fréquence gyromagnétique) ne dépend
pas de l'énergie des particules. Le champ accélérateur est délivré par une cavité résonante à la fréquence
( fixe ):
où:
Z est l'état de charge des ions
A est le nombre atomique des ions
= ∣∣
≃
Un cyclotron qui aurait un champ vertical parfaitement uniforme et sans variation radiale ne pourrait
pas assurer de focalisation verticale du faisceau. De ce fait, les aimants des cyclotrons à champ uniforme
sont conçus pour développer un champ vertical qui décroît en fonction du rayon.
∇×= ⇒ ∂
∂ = ∂
∂
Une variation radiale du champ vertical crée une variation verticale du champ radial qui assure la
focalisation (focalisation faible)
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.