βήτατρο

 Τύπος επιταχυντή κατάλληλος να προσδίδει υψηλές ενέργειες στα ηλεκτρόνια, τα οποία επιταχύνονται ώσπου να φτάσουν ταχύτητες αρκετά κοντά στην ταχύτητα του φωτός, παρόμοιες με τις ταχύτητες των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται στη φύση από τις ουσίες που παρουσιάζουν ακτινοβολία βήτα. Την ιδέα του β. πρότεινε o Σουηδός μηχανικός Βιντερόε το 1925 και στη συνέχεια άλλοι. Η πρώτη πραγματοποίηση οφείλεται στον Αμερικανό Ντόναλντ Κερστ (1939). Το β. αποτελείται από έναν μαγνήτη, μέσα στο διάκενο του οποίου είναι τοποθετημένη μια κουλούρα, δηλαδή ένα σωληνωτό δοχείο με μορφή δακτυλίου. Μέσα σε αυτό υπάρχει υψηλό κενό, και o προορισμός του είναι να περιέχει τα σωματίδια που θα επιταχυνθούν. Είναι γνωστό ότι η μεταβολή ενός μαγνητικού πεδίου παράγει ένα ηλεκτρικό ρεύμα, –δηλαδή μια κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Στην περίπτωση του β., τα ηλεκτρόνια που εισάγονται στον θάλαμο τίθενται σε κίνηση υπό την επήρεια ενός μεταβλητού μαγνητικού πεδίου. Το μαγνητικό αυτό πεδίο έχει υπολογιστεί έτσι ώστε να συγκρατεί τα ηλεκτρόνια σε κυκλική τροχιά και συγχρόνως να τα επιταχύνει σε κάθε περιστροφή, ώσπου να φτάσουν την απαιτούμενη ταχύτητα. Αυτό μπορεί να γίνει με την κατάλληλη διαμόρφωση των πόλων του ηλεκτρομαγνήτη, έτσι ώστε η μεταβολή της ροής του μαγνητικού πεδίου να παράγει στο κέντρο την αναγκαίαηλεκτρεγερτική δύναμη για την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων, ενώ στην περιφέρεια τις αναγκαίες ηλεκτρεγερτικές δυνάμεις για τη διατήρηση των ηλεκτρονίων στις τροχιές τους. Τα ηλεκτρόνια αποκτούν σε κάθε περιστροφή όλο και μεγαλύτερη ενέργεια. Με τον τρόπο αυτό, φτάνουμε να πετύχουμε (στους νεότερους τύπους) δέσμες ηλεκτρονίων με ενέργεια ίση προς μερικές εκατοντάδες MeV (εκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ). Τo β. του πανεπιστημίου της Ουρμπάνα (Ιλινόις, ΗΠΑ) φτάνει ενέργειες 300 MeV. Για υψηλότερες ενέργειες, οι απώλειες από ακτινοβολία είναι τόσο ισχυρές, ώστε αναγκαζόμαστε να καταφεύγουμε στο σύγχροτρο. Η αρχή λειτουργίας του β. δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σωματίδια βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια (π.χ. πρωτόνια). Για να επιταχυνθούν αυτά, είναι αναγκαία η χρήση ενός ηλεκτρικού πεδίου εκτός του μαγνητικού (κύκλοτρο). Τα ηλεκτρόνια, που επιταχύνονται κατάλληλα στον θάλαμο, κατευθύνονται γενικά προς στόχους από βολφράμιο, οι οποίοι παράγουν ακτίνεςX πολύ μικρού κύματος και συνεπώς αρκετά διεισδυτικές στους τελικούς στόχους τους. Τα β. έχουν επιτρέψει ενδιαφέρουσες έρευνες στους τομείς της πυρηνικής φυσικής, της ιατρικής και της βιολογίας. Σε κοινή χρήση είναι τα β. των 30-40 MeV. Οι ακτίνες X που εκπέμπονται από αυτά τα β. χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία για τον έλεγχο, μέσω ραδιογραφιών, μεγάλων διατομών χάλυβα ή άλλων ουσιών και στην ιατρική για τη θεραπεία των όγκων. Βήτατρο που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για τον έλεγχο των υλικών (φωτ. Siemens). ΒΗΤΑΤΡΟ