Generador

Generador de Cockcroft Walton.
Esta carrera duró20 años y los ganadores fueron los ingleses Cockcrofty Walton, quienes en el año de 1932, fueron los primeros en construir el primer acelerador de iones positivos, con el que generaron un haz de protones de bajas energías y lo usaron para bombardear isótopos de litio 7Li. El resultado de este bombardeo fue producir la primera transmutación nuclearhecha totalmente por el hombre. Por este evento Cockerofty Walton recibieron el premio Nobel de Física en 1933. Actualmente, este experimento se puede producir y llevar a cabo.

La reacción nuclear observada en este experimento fue:

Donde Qm es la energía debido a la diferencia de masa de las partículas antes y después de la reacción. Aquí los núcleos blancos se consideran en reposo. Laenergía cinética de los protones fue de 0.15 MeV. La energía después de la colisión fue de cerca de 16 MeV, repartidos en la energía cinética de las dos partículas alfa, por lo que cada una de estas tuvo aproximadamente 8MeV.
Aparentemente, en esta reacción se está creando energía, sin embargo, la gran energía de las partículas alfa se explica usando el principio de la conservación masa-energía deEinstein, y está relacionada a la ecuación: E = mc2. En esta reacción la Qm. es positiva y con valor de 16 MeV aproximadamente.
Este experimento mostró que el sueño de los alquimistas de la Edad Media de convertir un elemento en otro, se había logrado usando, pero fue necesario el uso de los aceleradores de partículas.

Componentes básicas de un acelerador de partículas.
Después de la construccióndel primer acelerador, en la misma década de los 30, se inventaron otros tipos de aceleradores tales como el ciclotrón, los aceleradores lineales y los aceleradores tipo Van de Graaff. Debido a que los primeros aceleradores de partículas se construyeron con el fin de estudiar experimentalmente la estructura del núcleo atómico, por medio de colisiones las que podían originar transmutaciones oreacciones nucleares, fue la razón por lo que al hablar de un acelerador se asociaba automáticamente con un laboratorio de física nuclear. La importancia de estos instrumentos de física nuclear es similar a la del telescopio en astronomía o al microscopio en bacteriología. Actualmente el uso de los aceleradores se ha extendido a otras áreas de investigación básica como la física atómica "el mundo delos electrones" y en las partículas elementales. Los aceleradores en medicina se usan tanto en los departamentos de radiología, para destruir tumores malignos, como para producir radioisótopos que se utilizan en el diagnóstico de enfermedades (medicina nuclear). El uso de los aceleradores en aplicaciones tecnológicas es muy variado y el más conocido es en las industria de los semiconductores y dela núcleo-electrónica, las cuales se usan un tipo especial de aceleradores conocidos como “implantadores” con los que es posible producir los "chips electrónicos", circuitos integrados, etc.

El uso de aceleradores en Ciencia de Materiales ha sido, tanto para modificarlos por la técnica de "implantación de iones" como para su caracterización elemental a través de Técnicas de Análisis de OrigenNuclear (retrodispersión de iones, reacciones nucleares, fluorescencia de rayos x, etc.).

Los parámetros más importantes que caracterizan a un acelerador son: el tipo de partículas que pueden acelerar, el flujo o número de estas y su energía cinética. El número de partículas que produce un acelerador es relativamente fácil de medir ya que el haz de partículas da origen a una corriente eléctrica ysu intensidad se expresa en amperios o submúltiplos de esta unidad. Un acelerador que produce un haz de baja corriente, por ejemplo, de un microamperio, equivale a un flujo de 6.2x1012 partículas/seg, lo cual da una idea del gran número de partículas si se compara con las producidas por fuentes radiactivas.

Los aceleradores son instrumentos relativamente complejos y su diseño y construcción...