سائکلوٹران کیا ہے؟
تعریف
سائکلوٹران ایک مشین ہے جو چارجڈ ذرات یا آئنوں کو تیز تر توانائیوں میں تیز کرتی ہے۔ ای ای لارنس اور ایم ایس لیونگسٹن نے 1934 میں ایٹمی ڈھانچے کی چھان بین کے لئے ایجاد کی تھی۔ چارج شدہ ذرات کی توانائی کو بڑھانے کے لئے الیکٹرک اور مقناطیسی دونوں شعبوں کو سائکلروٹرن میں استعمال کیا جاتا ہے۔ چونکہ دونوں فیلڈز ایک دوسرے کے لئے کھڑے ہیں ، انہیں کراس فیلڈز کہا جاتا ہے۔
کا م کرنے کا طریقہ
ایک چکروٹرون میں ، چارجڈ ذرات ایک سپارل والے راستے کے ساتھ مرکز سے باہر کی طرف تیز ہوجاتے ہیں۔ یہ ذرات جامد مقناطیسی فیلڈ کے ذریعہ سپا رل کے راستے پر فائز ہوتے ہیں اور تیزی سے مختلف برقی فیلڈ کے ذریعے تیز ہوجاتے ہیں۔
شکل
کام کرنے کے اصول
1. ایک سائیکلوٹران ایک اعلی تعدد باری والے وولٹیج کا استعمال کرتے ہوئے چارجڈ پارٹیکل بیم کو تیز کرتا ہے جو ویکیوم چیمبر کے اندر “ڈیس” کے نام سے معروف دو شیٹ میٹل الیکٹروڈ کے درمیان لگایا جاتا ہے۔2. ان ڈیس کو آمنے سامنے رکھا گیا ہوتا ہے ۔جو کہ پارٹیکلز کو حرکت کے لیے جگہ مہیا کرتے ہیں۔پارٹیکلز کو اس کے درمیان میں رکھ دیا جاتا ہے۔3. ڈیسیں برقی مقناطیس کے کھمبوں کے بیچ واقع ہوتی ہیں جو الیکٹروڈ طیارے میں مستحکم مقناطیسی فیلڈ پر کھڑے ہوتے ہیں۔4. مقناطیسی فیلڈ لورینٹز فورس کی حرکت کی سمت کے لئے کھڑے ہونے کی وجہ سے ذرہ کی راہ کو دائرے میں موڑنے کا سبب بنتا ہے۔؎کئی ہزار وولٹ کی باری باری والی وولٹیج ڈیزیوں کے درمیان لگائی جاتی ہے۔ وولٹیج دواروں کے مابین کے وقفے میں ایک تیز بجلی پیدا کرتی ہے جو ذرات کو تیز کرتی ہے۔5. وولٹیج کی فریکوئنسی طے کی گئی ہے تاکہ وولٹیج کے ایک ہی چکر کے دوران ذرات ایک سرکٹ بنائیں۔
سائکلوٹرن فریکوئینسی کے لئے اظہار
f=qB/2πm
Bمقناطیسی میدان کی طاقت ہے۔
q ذرہ کا برقی چارج ہے۔
m چارجڈ ذرات کا ریلیٹسٹک ماس ہے۔
پارٹیکل انرجی کے لئے اظہار
ذرات کی توانائی مقناطیسی فیلڈ کی طاقت اور ڈیزیوں کے قطر پر منحصر ہے۔ذرات کو کسی مڑے ہوئے راستے پر رکھنے کے لئے درکار مرکز کی طاقت کو فارمولا کے ذریعہ دیا گیا ہے:اس فو ر س کو سینٹر ی پیٹل فورس بھی کہتے ہیں۔
Fc=mv2/r
لورنٹز فورس کی مدد سے
FB=qvB
دونوں کو جمع کرنے سے
mv2/r=qvB
آخری رزلٹ
v=qBR/m
