Betatron ne demektir? Betatron ne işe yarar, özellikleri, çalışma prensibi hakkında bilgi.
1942 yılına ait bir Betatron
Betatron; elektron hızlandırıcısıdır. Yüklü tanecikler, kendilerini kuşatan bir magnetik alanın oluşturduğu elektrik alanın etkisi altında hızlandırılabilirler. Bu tip hızlandırıcılara, özellikle elektronların hızlandırılmasında kullanıldıklarından beta taneciklerinden esinlenerek, “betatron” adı verildi. Yüklü taneciklerin magnetik indüksiyon yoluyla hızlandırılması 1922’de J. Slepian tarafından incelendi, ilk betatron ise 1941’de D. W. Kerst tarafından kullanıldı. Betatron yapı ve çalışma ilkesi bakımından bir transformatöre benzer. Transformatörün birincil (primer) sargılarından geçen değişken (alternatif) akımın oluşturduğu değişken magnetik alan ikincil (sekonder) sargılarda, magnetik indüksiyon yoluyla, değişken bir elektrik alanı oluşturur. Betatronun ikinci sargısı ise, halka biçimindeki bir vakum odasında bulunan elektron bulutudur. Bu oda değişken akımla beslenen güçlü bir elektromıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiştir. Böylece halka içinde halkanın tam orta çizgisi boyunca ve halkayı kuşatacak biçimde güçlü bir değişken magnetik alan oluşur. Bu alanın etkisiyle elektronlar, yarıçapı değişmeyen bir dairesel yol boyunca giderek hızlanırlar. Betatrondan elde edilen yüksek enerjili elektronlar doğrudan doğruya kullanılabildikleri gibi çok yüksek enerjili X-ışınlarının elde edilmesinde de kullanılır. Yüksek enerjili X-ışınları ise, çekirdek reaksiyonları deneylerinde ve tıpta radyoterapi amacıyla kullanılır.
Günümüze kadar birkaç değişik tipte betatron yapıldı. Kerst’in ilk betatronu 4 ton ağırlığındaydı ve bununla elektronlar 22 MeV’a kadar hızlandırılabildi. General Elektrik araştırma laboratuvarında betatronla 100 MeV (108 eV) enerjili elektronlar elde edilir. Bu enerjideki elektronların hızları, ışık hızının 0.999 katından daha büyük, kütleleri ise hareketsiz durumdaki kütlelerin 200 katı kadardır. Bu betatronda kullanılan mıknatısın kutup çapı 193 cm, ağırlığı 130 ton ve oluşturduğu magnetik alanın en büyük değeri 4.000 gauss, elektronların yörünge çapı da 168 cm’dir. Başlangıç enerjileri 60-70 keV olan elektronlar, makineden çıkıncaya kadar, yaklaşık 250.000 tur yaparlar ve her turda 400 eV kadar enerji kazanırlar. İllinois Üniversitesi’nde kurulmuş olan betatronla 300 meV’dan daha büyük enerjili eletronlar elde edildi.
