Betatron

Bachillerato Técnico No. 4

Tema: Aceleradores de partículas (Betatron)
Física IV
6° SEMESTRE

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BETATRON

¿Qué Es?
El acelerador de inducción magnética o betatrón,
pertenece al grupode máquinas ideadas para
acelerar partículas cargadas hasta elevadas
energías. Fue inventado en 1941 por Donald W.
Kerst. El betatrón construido en 1945 aceleraba
electrones hasta una energía de108 eV.

El acelerador consistía en un tubo toroidal en el
que se había hecho el vacío, y se situaba entre
las piezas polares de un electroimán. Los
electrones, acelerados mediante una diferenciade potencial de unos 50000 voltios por un cañón
electrónico, entraban tangencialmente dentro del
tubo, donde el campo magnético les hacía dar
vueltas en una órbita circular de 5 m de longitud.¿Para que se utilizan?
Los betatrones se usan para estudiar ciertos tipos
de reacciones nucleares y como fuentes de
radiación para el tratamiento del cáncer.

La fuerza que ejerce el campomagnético, como hemos visto ya en el
espectrómetro de masas y en el ciclotrón obliga a
las partículas a describir una órbita circular. El
problema que surge en esta situación, es que a
medida quelas partículas son aceleradas, se
necesita un campo magnético cada vez mayor
para que las partículas describan una órbita
circular de un determinado radio.

FUNDAMENTOS FISICOS

Losfundamentos físicos del betatrón combinan, la
ley de Faraday, y el movimiento de partículas
cargadas en un campo eléctrico y en un campo
magnético.

Ley de Faraday-Henry
En primer lugar, determinaremosel campo eléctrico en cada
punto del espacio, producido por un campo magnético que
tiene simetría axial (su módulo depende solamente de la
distancia r al eje Z), pero a su vez, cambia con el tiempo.El camino cerrado elegido es una circunferencia de radio r,
centrada en el eje Z. Como el flujo varía con el tiempo, se
induce una fem dada por la ley de Faraday

Debido a la simetría axial,...