מחשבון תדר ציקלוטרון

אודות מחשבון זה

תדר הציקלוטרון הוא התדר שבו חלקיק טעון מקיף קווי שדה מגנטי, והוא נתון על ידי f = q·B / (2π·m), כאשר q הוא מטען החלקיק, B הוא עוצמת השדה המגנטי ו-m היא מסתו. באופן מדהים, במהירויות לא יחסותיות התדר הזה תלוי רק ביחס המטען למסה ובעוצמת השדה — ולא במהירות החלקיק או ברדיוס מסלולו המעגלי, וזה מה שמאפשר להאיץ חלקיקים לאנרגיות גבוהות יותר ויותר בתדר הנעה קבוע.

הקשר הזה הוא הבסיס הפיזיקלי של מאיץ החלקיקים מסוג ציקלוטרון, המשמש במחקר בפיזיקה גרעינית ובמתקנים רפואיים המפיקים רדיואיזוטופים לסריקות PET ולטיפול בפרוטונים, והוא עומד בבסיס ספקטרומטריית מסות בתהודה ציקלוטרונית של יונים (FT-ICR MS), טכניקה מדויקת במיוחד שכימאים אנליטיים משתמשים בה לזיהוי מולקולות לפי מסה. תלמידי פיזיקה ופיזיקאי פלזמה משתמשים גם בנוסחת תדר הציקלוטרון בחקר תנועת חלקיקים טעונים בשדות מגנטיים, כולל במחקר כורי היתוך ופלזמה בחלל.