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Cyclotron and Synchrotron: some applications

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Formal Metadata

Title
Cyclotron and Synchrotron: some applications
Title of Series
Number of Parts
43
Author
License
CC Attribution 3.0 Germany:
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Identifiers
Publisher
Release Date
Language
Producer
Production Year2020
Production PlaceBrasil
Source (album)Rail transport operationsParticleSpeed of lightCyclotronTrajectoryElectronSeparation processIonAntenna diversityPositronOrder and disorder (physics)Optical cavityNegativer WiderstandParticle physicsRoll formingRiggingShort circuitSpeckle imagingCapacity factorNanotechnologyPlane (tool)SunriseRadioactive decayParticle acceleratorChemical substanceResonance (chemistry)Cartridge (firearms)EmissionsvermögenProzessleittechnikProgressive lens
Olá, eu sou Eric Carlos Givido Batista, sou aluno do Programa de Pós-Graduação e Física da Universidade Federal do Campinhão Grande. Hoje trago para vocês Ciclotron e Cinclotron, algumas aplicações. O objetivo principal desta apresentação é descrever o funcionamento e algumas
das mais diversas aplicações dos aceleradores de partículas circulares, de forma resumida. Temos na imagem um Ciclotron. Este funciona da seguinte maneira. Sobre a ação do campo eletromagnético de dois eletroímas, estão imersas duas cavidades metálicas em forma de D. Os Ds se encontram posicionados em um plano perpendicular ao campo magnético produzido
pelos eletroímas e são conectados a um oscilado elétrico. É esse oscilado elétrico que produz a DDP alternada, dando origem ao campo elétrico oscilante, algo fundamental para o funcionamento desse dispositivo. No centro do dispositivo se coloca fonte
de emissão de partículas a serem aceleradas. No nosso caso, iremos considerar os íons. Quando os íons estão no espaço entre os Ds, eles são acelerados pelo campo elétrico oscilante em direção a um dos Ds. Quando os íons então penetram em um dos Ds, onde o campo elétrico é nulo, são forçados pelo campo magnético a descrever uma trajetória
em forma de uma semicirculferência, remetendo-os em volta à região entre os Ds. Ao atingir essa região, o campo elétrico aí existente inverte o seu sentido, voltando a acelerá-los agora em direção ao outro D. Chegando ao outro D, o campo magnético obrigará os íons a retornarem
à região entre os Ds, e o processo continua por inúmeras vezes. Podemos perceber que, a cada vez que isso acontece, as partículas ganham velocidade e ganham energia, e as trajetórias seguidas pelos íons apresentam raios cada vez maiores. No entanto, o tempo
de percurso é sempre o mesmo, o que permite o estabelecimento das oscilações periódicas do campo elétrico. Esta é uma importante característica do funcionamento dos ciclotrons. O oscilado elétrico e o ciclotron devem estar em ressonância. Nessa situação de ressonância, os íons são continuamente acelerados entre os Ds, até que, por um
ponto de saída ajustado, deixam o ciclotron com altas energias. No entanto, o ciclotron convencional não funciona bem no caso de partículas com energias superiores a 50 mega eletrovolts ou com velocidades superiores a 10% da velocidade da luz. A fim de contornar
este problema, foi necessário criar um outro dispositivo, mais potente, mais sofisticado. Nascia assim o ciclotron. Esse dispositivo possui a capacidade de trabalhar com partículas com energias superiores a 50 mega eletrovolts e com velocidades superiores a 10% da velocidade
da luz. Para isso, ele utiliza das equações da relatividade de Astin. Esse dispositivo tem várias aplicabilidades. Iremos citar apenas três de forma bem breve. A primeira dela é nas física de partículas, onde podemos detectar, onde fomos capazes de
detectar, várias partículas como os quark, os pósitrons e até mesmo o boson de Higgs. Outra área que se beneficia deste aparelho é a medicina nuclear, onde temos vários hospitais que utilizam desse dispositivo para a produção de substâncias radioativas para o diagnóstico
e o tratamento do câncer. Temos ainda a economia. O LHC foi estimado um custo incrível de 8 bilhões de dólares em sua construção. O Sirius, que podemos ver na imagem abaixo, que é a nossa maior construção científica, foi gasto aproximadamente 1.8 bilhões de reais
em sua construção. A partir disso que foi mostrado na apresentação, vemos que os aceleradores de partículas circulares possuem aplicações e utilizações em diversas áreas. Foi citado apenas três, mas existe outras muitas, que vão desde a física de partículas até a
medicina nuclear. De forma que podemos dizer que os aceleradores de partículas circulares ocupam posição privilegiada no que lhe respeite ao avanço e o aprimoramento das diversas áreas do conhecimento científico. As referências e obrigado.