Parçacık hızlandırıcı (Cyclotron), yüklü parçacıkları hızlandırmak için kullanılan ve dairesel bir yörüngede hareket etmelerini sağlayan bir cihazdır. Başlangıçta, bu cihaz yüksek enerjili parçacıkların hızlandırılmasında kullanılıyordu ve hâlâ parçacık fiziği, nükleer fizik ve tıbbi uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir halka hızlandırıcı, parçacıkları yüksek hızlara ulaştırmak için manyetik alan kullanır. Bu cihaz, parçacıkların yörüngede dönerken sürekli olarak hız kazanmasını sağlayan bir yapıya sahiptir. Bu tür hızlandırıcılar, genellikle yüksek enerjili parçacıkların hızlandırılmasında kullanılır ve ivme boşluğu olarak bilinen bir bölgeden geçerek enerji kazanırlar.

Parçacık Hızlandırıcı Nasıl Çalışır?

1. Manyetik Alan ve Yüklemeli Parçacıklar:

   • Parçacıklar, halka hızlandırıcının merkezinden itibaren başlangıçta belirli bir hızda hareket eder.
   • Manyetik alan parçacıkları dairesel bir yörüngeye zorlar. Yüklü parçacıklar, manyetik alanın etkisiyle dairesel bir yörünge boyunca hareket ederler.

2. İvme Boşluğu (Accelerating Gap):

   • Yüklü parçacıklar, ivme boşluğu adı verilen bir bölgeden her geçişlerinde hızlandırılırlar. İvme boşluğu, genellikle elektriksel alan kullanılarak, parçacıklara sürekli olarak enerji ekler.
   • Parçacıklar, her geçişlerinde ivme boşluğundan geçerken hız kazanır. Bu sayede, her döngüde daha fazla enerji eklenir ve parçacıklar hızlanarak daha yüksek enerji seviyelerine ulaşırlar.

3. Dairesel Yörünge ve Enerji Artışı:

   • Yüklü parçacıklar dairesel bir yol boyunca hareket ederken, her defasında daha fazla hızlanır ve enerjileri artar.
   • Bu sürekli hızlanma, parçacıkların enerjilerinin çift katına çıkmasını sağlar. Yani, her döngüde enerji seviyesi artarak devam eder.

4. Işık ve X-Işını Yayılması:

   • Hızlanan parçacıklar, hızlarının arttıkça, elektromanyetik radyasyon yayabilirler. Bu genellikle synchrotron ışınımı olarak bilinir. Bu ışınım, cihazın etkili bir şekilde çalışması için kontrol edilmelidir.