Radiobiologia

El acelerador lineal
| Electromagnetismo |

Movimiento de las partículas cargadas Fuerzas sobre las cargas Atomo de Bohr El osciloscopio Separación de semillas Motor iónico Acelerador lineal Medida de la relacióncarga/masa Medida de la unidad fundamental de carga El espectrómetro de masas El ciclotrón Campos eléctrico y magnético cruzados | | Fundamentos físicosActividades |
| |  El acelerador lineal también llamado LINAC (linear accelerator) es un tipo de acelerador que le proporciona a lapartícula subatómica cargada pequeños incrementos de energía cuando pasa a través de una secuencia de campos eléctricos alternos.Mientras que el generador de Van de Graaff proporciona energía a la partícula en una sola etapa, el acelerador lineal y el ciclotrón proporcionan energía a la partícula en pequeñas cantidades que se van sumando.El acelerador lineal, fue propuesto en 1924 por el físicosueco Gustaf Ising. El ingeniero noruego Rolf Wideröe construyó la primera máquina de esta clase, que aceleraba iones de potasio hasta una energía de 50.000 eV.Durante la Segunda Guerra Mundial se construyeron potentes osciladores de radio frecuencia, necesarios para los radares de la época. Después se usaron para crear aceleradores lineales para protones que trabajaban a una frecuencia de 200 MHz,mientras que los aceleradores de electrones trabajan a una frecuencia de 3000 MHz.El acelerador lineal de protones diseñado por el físico Luis Alvarez en 1946, tenía 875 m de largo y aceleraba protones hasta alcanzar una energía de 800 MeV (800 millones). El acelerador lineal de la universidad de Stanford es el más largo entre los aceleradores de electrones, mide 3.2 km de longitud y proporciona unaenergía de 50 GeV (50 billones).En la industria y en la medicina se usan pequeños aceleradores lineales, bien sea de protones o de electrones. Fundamentos físicosUn acelerador lineal está constituido por un tubo muy largo dividido en porciones de longitud variable. |

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| | Las secciones alternas del tubo se conectan entre sí y se aplica una diferenciade potencial oscilante, entre los dos conjuntos. En la figura, el potencial de las porciones de tubo de color rojo es positivo y el de las de color azul es negativo.Vamos a demostrar que para que el ión esté en fase con el potencial oscilante, cuando pasa de una porción del tubo a la siguiente, las longitudes de las sucesivas porciones Ln deben cumplir la siguiente proporcióndonde L1 es lalongitud de la primera.Primera etapa | Supongamos que la diferencia de potencial existente entre la fuente (tubo 0) y el primer tubo es 2V0 La velocidad de los iones de carga q y masa m al entrar en el primer tubo es |
El tiempo que tardan en recorrer el tubo de longitud L1 es t1=L1/v1Segunda etapaAl salir del primer tubo y entrar en el segundo, el potencial ha cambiado de polaridad. De nuevo, lapartícula se acelera recibiendo una energía adicional de 2qV0. La velocidad de la partícula en el segundo tubo seráEl tiempo que tardan en recorrer el tubo de longitud L2 es t2=L2/v2para que t1 sea igual a t2, la longitud L2 del segundo tubo tiene que serTercera etapaAl salir del segundo tubo y entrar en el tercero, el potencial ha cambiado de polaridadDe nuevo, la partícula se acelera recibiendo unaenergía adicional de 2qV0. La velocidad de la partícula en el tercer tubo seráEl tiempo que tardan en recorrer el tubo de longitud L3 es t3=L3/v3para que t1 sea igual a t3, la longitud L3 del tercer tubo tiene que sern-etapaEn general, cuando la partícula pasa del tubo n-1 al tubo n, su energía es Ef=n·2qV0. |
La longitud del tubo n será El acelerador lineal consta de n tubos alineados cuyas...