Циклотрон — резонансный циклический ускоритель тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы движутся в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотное электрическое поле неизменной частоты. 13
Принцип работы циклотрона: 1
- Тяжёлые ускоряемые частицы впускаются в вакуумную камеру вблизи её центра. 1
- Частицы движутся внутри полости двух чуть раздвинутых полуцилиндров (дуантов), помещённых между полюсами сильного электромагнита. 1
- Однородное магнитное поле этого электромагнита искривляет траекторию частиц. 1
- Ускорение движущихся частиц происходит в тот момент, когда они оказываются в зазоре между дуантами. 1 В этом месте на них действует электрическое поле, создаваемое генератором высокой частоты, которая совпадает с частотой обращения частиц внутри циклотрона (циклотронной частотой), или кратна ей. 1
- Получая каждый раз при этом некоторое приращение скорости, частицы продолжают своё движение дальше по окружности всё большего радиуса, так что их траектория выглядит как плоская раскручивающаяся спираль. 1
- На последнем витке этой спирали включается дополнительное отклоняющее поле, и пучок ускоренных частиц выводится наружу. 1
Поскольку задающее орбиту пучка магнитное поле неизменно, и ускоряющее высокочастотное электрическое поле в процессе ускорения также не меняет параметров, циклотрон может работать в квази-непрерывном режиме: все витки спирали заполнены сгустками частиц. 1