ABP2 ACELERADOR DE PARTICULAS

5/7/2018 ABP2 ACELERADOR DE PARTICULAS - slidepdf.com

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ABP: ACELERADORESDE PARTÍCULASFísica Moderna

INTEGRANTES:

o BUENDIA NARVAEZ JULIO 20094109F

o CALDERON FELIX YAN FRANCO 20092113F

o CHECYA CORIMANYA NAGUEV 20092084F

o HUAMANI MENDOZA MARTIN 20090129B



Los aceleradores departículas no son

instrumentos de

laboratorios sofisticados

sino que se encuentranmuy presentes en la vida

cotidiana de las personas,

en forma de aceleradores

de bajas energías.



OBJETIVOS� Comprender el funcionamiento de los aceleradores

de partículas su clasificación y sus aplicaciones en lavida diaria.

� Sintetizar en un problema los principios básicos del

funcionamiento de un acelerador.� Comparar las medidas de energía realizadas y

contrastar los diferentes funcionamientos de losaceleradores.

� Enunciar un problema ABP relacionado al tema de

Aceleradores de Partículas.� Comprender e Interpretar la solución y los cálculos

del problema; realizando preguntas para una mejorcomprensión.



ACELERADORES DE PARTICULAS

Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza

campos electromagnéticos para impulsar partículas

cargadas a altas velocidades y de contenerlos en vigas biendefinidas. Un tubo de rayos catódicos de televisor es una

forma simple de acelerador de partículas. Hay dos tipos

básicos: lineales y circulares.

MARCO TEORICO



ACELERADORES LINEALES

El acelerador lineal también llamado LINAC (linear

accelerator) es un tipo de acelerador que le

proporciona a la partícula subatómica cargada

pequeños incrementos de energía cuando pasa através de una secuencia de campos eléctricos

alternos.



Fundamentos físicosUn acelerador lineal está constituido por un tubo muy largo dividido en porciones de longitud variable.



ACELERADORES CIRCULARES

Estos aceleradores poseen unaventaja con respecto a losaceleradores lineales al usar camposmagnéticos en combinación con los

eléctricos, pudiendo conseguiraceleraciones mayores en espaciosmás reducidos.Sin embargo poseen un límite a la

energía que pueden alcanzarsedebido a la radiación sincrotrón queemiten las partículas al seraceleradas.



TIPOS DE ACELERADORES

CICLOTRON:Un ciclotrón es un tipo de

acelerador de partículas cargadas

que combina la acción de un

campo eléctrico alterno, que les

proporciona sucesivos impulsos,

con un campo magnético uniforme

que curva su trayectoria y las

redirige una y otra vez hacia el

campo eléctrico.

Livingston (1905-1986)



Cuando las partículas tienen una velocidad pequeña

comparada con el límite superior de velocidades (la

velocidad de la luz), se les puede aplicar la mecánica de

Newton y tienen un movimiento circular y uniforme dentro

de cada "D". Al tener en cuenta que el campo magnético

ejerce sobre ellas la Fuerza de Lorentz, se obtiene que la

velocidad y el radio se relacionan mediante la siguienteexpresión:

Con lo que la velocidad angular del movimiento (w = v/r ) vale:



La frecuencia correspondiente a esta velocidad angular (f=w/2p) se

llama frecuencia de resonancia del ciclotrón y es la misma que setiene que aplicar a la oscilación del campo eléctrico para

sincronizarse con las partículas, de forma que cada vez las acelere.



SINCROTONEl sincrotrón presenta algunasventajas con respecto a losaceleradores lineales y losciclotrones. Principalmente que soncapaces de conseguir mayores

energías en las partículasaceleradas. Sin embargo necesitanconfiguraciones de camposelectromagnéticos mucho máscomplejos, pasando de los simples

dipolos eléctricos y magnéticos queusan el resto de aceleradores aconfiguraciones de cuádruplos,séxtuplos, óctuplos y mayores.



BEATRON

� El betatrón se diferencia básicamente delciclotrón en que usa un campo magnéticooscilante, llamado campo de inducción, paramantener los electrones en una órbita circular.

� El acelerador consistía en un tubo toroidal enel que se había hecho el vacío, y se situabaentre las piezas polares de un electroimán.

� Los electrones, acelerados mediante una

diferencia de potencial de unos 50000 voltiospor un cañón electrónico, entrabantangencialmente dentro del tubo, donde elcampo magnético les hacía dar vueltas en unaórbita circular de 5 m de longitud.



LHC

El Gran Colisionador de Hadrones, GCH (en inglés Large

Hadron Collider , LHC) es un acelerador y

colisionador de partículas ubicado en la Organización

Europea para la Investigación Nuclear. Fue diseñado para

colisionar haces de hadrones, más exactamente deprotones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito

principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar



PROBLEMA ABP�



�



CONSIDERACIONES AL PROBLEMA

� El acelerador lineal a sido diseñado de tal manera que la

polaridad de la fuente oscilante cambia exactamente cuando

la partícula de tubo a tubo.

� Los dispositivos están en perfectas condiciones.

� Para nuestro problema ABP hemos tomado en cuenta el

acelerador de partículas (Ciclotrón) lo utilizamos porque es

el más adecuado a diferencia del betatrón que utiliza un

campo magnético oscilante.



SOLUCION�



�



PREGUNTAS ADICIONALES

1.- ¿PARA QUÉ SIRVE UN ACELERADOR DE PARTÍ CULAS?

Para aumentar al máximo la velocidad de las partículas cargadas

de cierta energía con el propósito de bombardear un blanco y

provocar reacciones nucleares. El aparato acelera las partículas

subatómicas, como letrones, protones o destrones, que seutilizan para estudiar a otras partículas subatómicas.

.



2.- ¿CUÁL ES SU FUNCIONAMIENTO A NIVELES GENERALES?

El principio de funcionamiento del cualquier tipo de

acelerador se basa en la interacción de los campos

eléctricos producidos por fuentes de voltaje sobre la

carga eléctrica de las partículas generadas en la fuente

de iones y esta es la razón por la que no se pueden

acelerar partículas neutras.

Otras partes importantes asociadas a un acelerador

son equipos periféricos tales como: sistemas de vacío,

líneas de transporte de haz, cámaras deexperimentación, etc.



3. El tiempo que tarda las partículas en describir una

semicircunferencia depende del radio de órbita?Una partícula cargada describe una semicircunferencia en un

campo magnético uniforme. La fuerza sobre la partícula viene

dada por el producto vectorial Fm=qvxB, Su módulo es F m=qvB,

su dirección radial y su sentido hacia el centro de la

circunferencia

Aplicando la segunda ley de Newton al movimiento circular

uniforme, obtenemos el radio de la circunferencia.

El tiempo que tarda en describir una semicircunferencia es por

tanto, independiente del radio r de la órbita.



APLICACIONES

Aceleradores Lineales.- Radioterapia y radiocirugía. Producen

haces de electrones de una energía de 6 a 30 millones de EV. En

ciertas técnicas se utilizan directamente estos electrones,

mientras que en otras se les hace colisionar contra un blanco de

número atómico más alto para producir rayos X.

Aceleradores Circulares.- Se utilizan para la producción de radio

isótopos de uso médico, para la esterilización de instrumental

médico o de algunos alimentos. En análisis químicos, formandoparte de espectrómetros de masas.



CONCLUSIONES

� Un acelerador de partículas sirve para aumentar almáximo la velocidad de las partículas cargadas de ciertaenergía con el propósito de bombardear un blanco yprovocar reacciones nucleares.

� La energía cinética que se llegue a alcanzar depende de

que partícula se trate (protón, deuterón, electrón, etc.)ya que esta depende de la masa que posean laspartículas.

� El tiempo que demora una partícula en describir unasemicircunferencia no depende del radio de la órbita.

� Los aceleradores de partículas tanto lineales comocirculares han demostrado tener diferentes avances en elcampo de la medicina.

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