Ciklotrono

La Ciklotrono en Berkeley.

60-inch cyclotron, c 1930s.

Ciklotrono estas speco de partikla akcelilo inventita de Ernest O. Lawrence en 1929-1930 en la Universitato de Kalifornio, Berkeley, kaj patentis ĝin en 1932. Ciklotrono akcelas ŝargitajn partiklojn eksteren de la centro laŭ spirala vojo. La partikloj sin tenas laŭ spirala trajektorio per statika magneta kampo kaj akcelitaj de rapida varia (radiofrekvenco) elektra kampo. Lawrence ricevis la Nobelpremion pri fiziko en 1939 pro ĉi tiu invento.

Ciklotronoj estis la plej potencaj partiklaj akcelilteknologioj ĝis la 1950-aj jaroj kiam ili estis anstataŭitaj de la sinkrotrono, kaj daŭre estas uzataj por produkti partiklajn trabojn en fiziko kaj nuklea medicino. La plej granda unu-magneta ciklotrono estis la 4,67 m (184 in) sinkrociklotrono konstruita inter 1940 kaj 1946 fare de Lawrence en la Universitato de Kalifornio en Berkeley, kiuj povis akceli protonojn al 730 milionoj da elektronvoltoj (MeV). La plej granda biciklono estas la 17.1 m (56 ft) multmagneta TRIUMF-akcelilo ĉe la Universitato de Brita Kolumbio en Vankuvero, Brita Kolumbio, kiu povas produkti 500 MeV-protonojn.

Pli ol 1200 ciklotronoj estas uzataj en nuklea medicino tutmonde por la produktado de radionukleoj.

Historio

La unua ciklotrono estis evoluigita kaj patentita de Ernest Lawrence en 1932 ĉe la Universitato de Kalifornio ĉe Berkeley. Li uzis grandajn elektromagnetojn recikligitajn de malaktualaj Poulsen-arkaj radio-elsendiloj disponigitaj de la Federal Telegraph Company. Postdiploma studento, M. Stanley Livingston, multe laboris por traduki la ideon en laboran aparataron. Lawrence legis artikolon pri la koncepto de flugo-tubo linak de Rolf Widerøe, kiuj ankaŭ laboris laŭ similaj linioj per la betatrono. En la Laboratorio pri Radiado de la Universitato de Kalifornio ĉe Berkeley, Lawrence konstruis serion de ciklotronoj, kiuj estis la plej potencaj akceliloj en la mondo tiutempe; maŝino el 69 cm 4,8 MeV (1932), maŝino 8 MeV de 94 cm kaj maŝino 16 MeV 152 cm. Li ankaŭ disvolvis sinkrociklotrono el 467 cm (184 in) (1945). Lawrence ricevis la Nobel-premion en 1939 pri fiziko por ĉi tiu laboro.

La unua eŭropa biciklono estis konstruita en Leningrado en la fizika sekcio de la Radio-Instituto, gvidita de Vitalij Ĥlopin. Ĉi tiu instrumento de Leningrado unue estis proponita en 1932 fare de George Gamow kaj Lev Misovskij kaj estis instalita kaj funkciigita antaŭ 1937. En Nazia Germanio, ciklotrono estis konstruita en Heidelberg sub superrigardo de Walther Bothe kaj Wolfgang Gentner, kun subteno de la Heereswaffenamt, kaj ekfunkciis en 1943.