Le cyclotron

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  • Publié le : 23 mai 2010
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PES Physique: Le cyclotron

Qu'est ce qu'un cyclotron ?
Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931.
Les accélérateurs de particules sontdes instruments qui utilisent des champs électriques et/ou magnétiques pour amener des particules chargées électriquement à des vitesses élevées.

A quoi sert-il ?
Le cyclotron peut servir àdivers applications:

- En physique nucléaire, il est utilisé par les physiciens pour étudier la structure de la matière.
- Dans le domaine médical, pour le traitement des cancers par radiothérapie .- Dans le domaine militaire, en particulier pour la simulation des armes nucléaires.

Comment fonctionne-t-il ?
Le cyclotron utilise la loi de la "main gauche" (Force-Champs-Courant).
Ilest composé de deux dees qui sont placés dans un champs magnétique uniforme paralèle à son axe. (B-->)
On va placer une particule au centre et on applique alors une différence de potentiel entre lesdees. (Fig. 1)

Fig. 1

Ce qui aura pour effet de propulser la particule dans le dee. Lorsqu'une charge électrique est lancée dans une direction perpendiculaire à un champ magnétique uniforme,la force électromagnétique qu'elle subit est constante et dirigée perpendiculairement à la vitesse.
On a là toutes les conditions pour que s'installe un mouvement circulaire uniforme, où la forcecentripète responsable de la trajectoire est la force électromagnétique. (Fig. 2)

Fig. 2

Après avoir effectué, un demi cercle, la particule est denouveau accéléré par le champs électrique quiexiste entre les deux dees. Ayant une plus grande vitesse, elle décrit un arc de cerle plus grand que le précédent. La particule continue ainsi jusqu'à atteindre la valeur de rayon maximum, qui esten pratique égal au rayon des dees. Elle peut ainsi atteindre une valeur de vitesse proche de celle de la lumière.

Pour finir, la particule s'échappe à travers une ouverture adapté de manière...
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