பீட்டாட்ரான்

பீட்டாட்ரான் (Betatron) என்பது ஒரு சுழல் துகள் முடுக்கியாகும். இது வளைய வடிவ வெற்றிடக் குழாயைத் தனது இரண்டாம் நிலை (secondary) சுருளாகக் கொண்ட மின்மாற்றியாகும். மின்மாற்றியின் முதலாம் நிலை (primary) சுருளுக்கு மாறுதிசை மின்னோட்டம் வழங்கப்பட்டு, வெற்றிடத்தில் வட்டப்பாதையில் இலத்திரன்கள் முடுக்கப்படுகின்றன. இலத்திரன் துப்பாக்கி மூலம் பெறப்படும் இலத்திரன் கற்றைகள் முடுக்க உருவாக்கப்பட்ட முதல் கருவியே பீட்டாட்ரான் ஆகும்.

4 டன் எடை கொண்ட காந்தத்தைக் கொண்ட, இல்லினாய்சு பல்கலைகழகத்திலுள்ள ஒரு பீட்டாட்ரான்.

1942 ல் செர்மனியில் உருவாக்கப்பட்ட 6 MeV ஆற்றல் கொண்ட ஒரு பீட்டாட்ரான்

1935 ல் செர்மனி நாட்டைச் சேர்ந்த மேக்சு ச்டீன்பெக் (Max Steenbeck) இலத்திரன்களை முடுக்கும் பீட்டாட்ரானை உருவாக்கினார்.^{[1][2][3][4][5][6]} ஆனால் இதன் கருத்துரு ரூல்ப் வைடுரோவால் (Rolf Widerøe) உருவாக்கப்பட்டது.^[7][8] இவர் உருவாக்கிய தூண்டல் துகள் முடுக்கி (induction accelerator) சரியாக இலத்திரன்களைக் குவிக்காததால் தோல்வியடைந்தது,^[9] 1940 ல் அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த டொனால்டு கெர்சுட் (Donald Kerst) இக் கருவிக்கு முழு வடிவம் கொடுத்தார். ^[10][11][12]

செயல்பாட்டு தத்துவம்

பாரடேயின் மின் காந்தத் தூண்டல் தத்துவத்தில் செயல்படும் மி்ன்மாற்றிகளைப் போன்றே செயல்படுகிறது. மாறும் காந்தப்புலம் முதன்மைச் சுற்றில் வழங்கப்படுகிறது, இவை வெற்றிடமாக்கப்பட்ட வட்ட குழாயின் வழியே, இலத்திரன்கள் முடுக்கப்படுகின்றன.

நிலையான வட்டப்பாதையில் செயல்படும் இலத்திரன்கள், கீழ்காணும் சூத்திரத்தின் படி செயல்படுகிறது.

${\displaystyle \theta _{0}=2\pi r_{0}^{2}H_{0},}$

இதில்

${\displaystyle \theta _{0}}$ இலத்திரனின் வட்டப்பாதைப் பரப்பிலுள்ள பாயத்தைக் குறிக்கிறது,

${\displaystyle r_{0}}$ இலத்திரனின் வட்டப்பாதை ஆரத்தையும்,

${\displaystyle H_{0}}$,${\displaystyle r_{0}}$ என்ற இடத்திலுள்ள காந்தப் புலத்தையும் குறிக்கிறது.

அதே சூத்திரம் இவ்வாறும் எழுதப்படுகிறது.

${\displaystyle \Leftrightarrow H_{0}={\frac {1}{2}}{\frac {\theta _{0}}{\pi r_{0}^{2}}}.}$^[13]

சொற்தோற்றம்

பீட்டாட்ரான் என்பது இலத்திரன்களுக்கு வழங்கப்படும் பீட்டா துகள் என்ற பெயரிலிருந்து பெறப்பட்டது.^[14] "Außerordentlichehochgeschwindigkeitselektronenentwickelndesschwerarbeitsbeigollitron" என்ற செர்மானியப் பெயரும் பரிசீலிக்கப்பட்டது. இதற்கு அர்த்தம் அதிவேக இலத்திரன்களை உருவாக்க கடினமாக இயங்கும் கருவி என்பதாகும்.^[15][16][17]

பயன்கள்

துகள் இயற்பியலில் 300 MeV வரை ஆற்றல் கொண்ட இலத்திரன்களை முடுக்க பீட்டாட்ரான் பயன்படுகிறது. அதி வேக இலத்திரன் கற்றைைகள் உலோகத் தகட்டின் மீது மோதும் போது எக்சு-கதிர் மற்றும் காம்மா கதிர்களை உருவாக்கும் மூலமாகச் செயல்படுகிறது. இவ்வகை எக்சு கதிர்கள் மருத்துவம் மற்றும் தொழிற்துறையிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது (radiation oncology). அணுக்கரு ஆயுதங்களின் செயல்பாட்டைச் சோதிக்கப் பயன்படும் கடின எக்சு கதிர்களை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது.^[18][19][20]

1950 களில் பீட்டாட்ரான்களைக் கொண்டு புற்றுநோய்க்கான சிகிச்சை அளிக்கும் மருத்துவமனை மேடிசன் என்ற இடத்தில் துவக்கப்பட்டது.^[21]

குறைபாடு

பீட்டாட்ரானின் ஆற்றல், காந்தப்புலத்தின் ஆற்றலைக் கொண்டு செயல்படுவதால், இரும்பு உள்ளகம் கொண்ட பீட்டாட்ரான் ஒரளவுக்கு மேல் ஆற்றலை உருவாக்க இயலவில்லை. அடுத்து உருவாக்கப்பட் சின்குரோத்திரன் போன்ற கருவிகள், இந்தக் குறைபாட்டை சரி செய்தன.

மேற்கோள்கள்

1. Pedro Waloschek: Rolf Wideröe über sich selbst: Leben und Werk eines Pioniers des Beschleunigerbaues und der Strahlentherapie. Vieweg+Teubner , 1994, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-3528065867, p. 68-69
2. Wolfgang U. Eckart: 100 Jahre organisierte Krebsforschung. Georg Thieme Verlag , 2000, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-3131056610, p. 140
3. Harry Friedmann: Einführung in die Kernphysik Wiley-VCH Verlag , 2014, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-3527412488, p. 357
4. Vom Atom zur Kernenergie Walter Kaiser. Website of VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. 4. November 2015. Retrieved 2016-10-01.
5. Sergei S. Molokov,R. Moreau,H. Keith Moffatt: Magnetohydrodynamics: Historical Evolution and Trends. Springer, 2007, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-1841271729, p. 56
6. "Physics and national socialism: an anthology of primary sources", Klaus Hentschel. Birkhäuser, 1996. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 3-7643-5312-0, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-3-7643-5312-4. p. 350.
7. Rolf Widerøe (17 Dec 1928). "Über ein neues Prinzip zur Herstellung hoher Spannungen" (in German). Archiv für Elektrotechnik 21 (4): 387–406. doi:10.1007/BF01656341.
8. Dahl, F. (2002). From nuclear transmutation to nuclear fission, 1932-1939. CRC Press. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-7503-0865-6.
9. Hinterberger, Frank (2008). Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik. Springer. எண்ணிம ஆவணச் சுட்டி:10.1007/978-3-540-75282-0. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-3-540-75281-3.
10. Donald William Kerst (1940). "Acceleration of Electrons by Magnetic Induction". Physical Review 58 (9): 841. doi:10.1103/PhysRev.58.841. Bibcode: 1940PhRv...58..841K.
11. Donald William Kerst (1941). "The Acceleration of Electrons by Magnetic Induction". Physical Review 60: 47–53. doi:10.1103/PhysRev.60.47. Bibcode: 1941PhRv...60...47K. http://web.ihep.su/dbserv/compas/src/kerst41/eng.pdf.
12. Donald William Kerst; Robert Serber (Jul 1941). "Electronic Orbits in the Induction Accelerator". Physical Review 60 (1): 53–58. doi:10.1103/PhysRev.60.53. Bibcode: 1941PhRv...60...53K.
13. Wille, Klaus (2001). Particle Accelerator Physics: An Introduction. ஒக்ஸ்போர்ட் பல்கலைக்கழகப் பதிப்பகம். பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-19-850549-5.
14. Science Service (1942). "Shall New Machine Be Named Betatron or Rheotron". The Chemistry Leaflet 15 (7-12). https://books.google.com/books?id=MHVPAAAAMAAJ&q=rheotron+betatron&dq=rheotron+betatron&hl=en&sa=X&ei=3a-HT6K4FYO6iQej47C3CQ&redir_esc=y.
15. Celia Elliot. "Physics in the 1940s: The Betatron". Physics Illinois: Time Capsules. Urbana-Champaign, IL: University of Illinois. Archived from the original on 15 ஏப்ரல் 2012. பார்க்கப்பட்ட நாள் 13 April 2012. {{cite web}}: Check date values in: |archive-date= (help)
16. R.A. Kingery; R.D. Berg; E.H. Schillinger (1967). "Electrons in Orbit". Men and Ideas in Engineering: Twelve Histories from Illinois. Urbana, IL: University of Illinois Press. p. 68. அமேசான் தர அடையாள எண் B002V8WB8I.
17. "The Biggest Betatron in the World". Life: 131. March 20, 1950. https://books.google.com/books?id=AFMEAAAAMBAJ&lpg=PA131&dq=by.golly.tron&pg=PA131#v=onepage&q=by.golly.tron&f=false.
18. Big Science: The Growth of Large-Scale Research பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-8047-1879-0
19. Nuclear Weapons Archive, Tumbler shot series, item George
20. Nuclear Weapons Archive, Elements of Fission Weapon Design, section 4.1.8.2
21. Wisconsin alumnus, Volume 58, Number 15 (July 25, 1957)

வெளியிணைப்புகள்

விக்கிமீடியா பொதுவகத்தில்,
Betatrons
என்பதில் ஊடகங்கள் உள்ளன.

• The Betatron at UIUC ^{[தொடர்பிழந்த இணைப்பு]}