The name of this radiation derives from the cyclotron , a type of particle accelerator used since the 1930s to create highly energetic particles for study. Nama radiasi ini berasal dari siklotron , jenis akselerator partikel digunakan sejak tahun 1930-an untuk menciptakan partikel yang sangat energik untuk studi. The cyclotron makes use of the circular orbits that charged particles exhibit in a uniform magnetic field. Siklotron memanfaatkan orbit lingkaran yang menunjukkan partikel bermuatan dalam medan magnet seragam. Furthermore, the period of the orbit is independent of the energy of the particles, allowing the cyclotron to operate at a set frequency , and not worry about the energy of the particles at a given time. Selanjutnya, periode orbit adalah independen dari energi dari partikel, memungkinkan siklotron untuk beroperasi pada satu set frekuensi , dan tidak khawatir tentang energi partikel pada waktu tertentu. Cyclotron radiation is emitted by all charged particles travelling through magnetic fields, however, not just those in cyclotrons. Cyclotron radiasi yang dipancarkan oleh semua partikel bermuatan bergerak melalui medan magnet, bagaimanapun, tidak hanya mereka di cyclotron. Cyclotron radiation from plasma in the interstellar medium or around black holes and other astronomical phenomena is an important source of information about distant magnetic fields. Radiasi siklotron dari plasma dalam medium antarbintang atau sekitar lubang hitam dan fenomena astronomi lainnya merupakan sumber penting informasi tentang medan magnet yang jauh. The power (energy per unit time) of the emission of each electron can be calculated using: Para daya (energi per satuan waktu) dari emisi elektron masing-masing dapat dihitung menggunakan:
where E is energy, t is time, σ t is the Thomson cross section (total, not differential), B is the magnetic field strength, V is the velocity perpendicular to the magnetic field, c is the speed of light and μ o is the permeability of free space . di mana E adalah energi, t adalah waktu, σ t adalah penampang Thomson (total, bukan diferensial), B adalah kekuatan medan magnet, V adalah kecepatan tegak lurus terhadap medan magnet, c adalah kecepatan cahaya dan μ o dengan permeabilitas ruang bebas . In the context of magnetic fusion energy , cyclotron radiation losses translate into a requirement for a minimum plasma energy density in relation to the magnetic field energy density (see Aneutronic fusion#Power density and energy balance ). Dalam konteks energi fusi magnetik , radiasi siklotron kerugian diterjemahkan ke dalam persyaratan untuk kerapatan energi plasma minimum dalam hubungannya dengan kepadatan energi medan magnet (lihat Aneutronic fusi # kepadatan Power dan keseimbangan energi ).
Cyclotron radiation would likely be produced in a high altitude nuclear explosion. Gamma rays produced by the explosion would ionize atoms in the upper atmosphere and those free electrons would interact with the Earth's magnetic field to produce cyclotron radiation in the form of an electromagnetic pulse (EMP). Cyclotron radiasi kemungkinan akan diproduksi dalam ledakan ketinggian tinggi nuklir. Sinar gamma yang dihasilkan oleh ledakan akan mengionisasi atom-atom di bagian atas atmosfer dan elektron-elektron bebas akan berinteraksi dengan medan magnet Bumi untuk menghasilkan radiasi siklotron dalam bentuk pulsa elektromagnetik (EMP ). This phenomenon is of concern to the military as the EMP may damage solid state equipment. Fenomena ini menjadi perhatian militer sebagai EMP dapat merusak peralatan solid state.
Cyclotron radiation has a spectrum with its main spike at the same fundamental frequency as the particle's orbit, and harmonics at higher integral factors. Radiasi siklotron memiliki spektrum dengan spike utama pada frekuensi dasar yang sama dengan orbit partikel, dan harmonisa pada faktor terpisahkan tinggi. Harmonics are the result of imperfections in the actual emission environment, which also create a broadening of the spectral lines . Harmonik adalah hasil dari ketidaksempurnaan dalam lingkungan emisi yang sebenarnya, yang juga menciptakan perluasan garis spektral . The most obvious source of line broadening is non-uniformities in the magnetic field; as an electron passes from one area of the field to another, its emission frequency will change with the strength of the field. Sumber yang paling jelas dari garis memperluas adalah non-keseragaman dalam medan magnet, seperti elektron berpindah dari satu area lapangan yang lain, frekuensi emisi yang akan berubah dengan kekuatan lapangan. Other sources of broadening include collisional broadening from the electron failing to follow a perfect orbit, distortions of the emission caused by interactions with the surrounding plasma, and relativistic effects if the charged particles are sufficiently energetic. Sumber-sumber lain termasuk memperluas tumbukan meluas dari elektron gagal untuk mengikuti orbit yang sempurna, distorsi dari emisi yang disebabkan oleh interaksi dengan plasma sekitarnya, dan relativistik efek jika partikel bermuatan cukup energik. When the electrons are moving at relativistic speeds, cyclotron radiation is known as synchrotron radiation . Saat elektron bergerak dengan kecepatan relativistik, radiasi siklotron dikenal sebagai radiasi synchrotron .
The recoil experienced by a particle emitting cyclotron radiation is called radiation reaction . Para mundur dialami oleh partikel memancarkan radiasi siklotron disebut reaksi radiasi . Radiation reaction acts as a resistance to motion in a cyclotron; and the work necessary to overcome it is the main energetic cost of accelerating a particle in a cyclotron. Radiasi reaksi bertindak sebagai perlawanan terhadap gerak dalam siklotron suatu, dan pekerjaan yang diperlukan untuk mengatasinya adalah biaya energik utama percepatan partikel dalam suatu siklotron. Cyclotrons are prime examples of systems which experience radiation reaction. Cyclotron adalah contoh utama dari sistem yang mengalami reaksi radiasi.
No comments:
Post a Comment