È un acceleratore per elettroni in cui l'accelerazione è prodotta dalla forza elettromotrice generata dalla variazione di un campo d' induzione magnetica.
Il betatrone, o acceleratore ad induzione, utilizza il principio del trasformatore:
il primario è costituito da un avvolgimento
alimentato da una tensione a bassa frequenza con valore di cresta di 50-100 kV, e il fascio di elettroni, confinato in un toroide a vuoto spinto (~ 10E5 mmHg) chiamato ciambella, funge da secondario.FUNZIONAMENTO
Gli elettroni, emessi da un cannone elettronico, sono mantenuti su un'orbita circolare di raggio costante dal campo d'induzione magnetica e vengono accelerati dal campo elettromotore prodotto dalla variazione del flusso dell'induzione magnetica.
Affinché l' orbita descritta abbia un raggio costante, il campo d'induzione magnetica lungo la traiettoria deve
aumentare proporzionalmente all' energia delle particelle.Il campo elettrico indotto accelera gli elettroni durante un quarto di periodo, tempo entro il quale dopo alcune centinaia di migliaia di rivoluzioni essi raggiungono l' energia massima.
Il fascio viene allora deviato dall'orbita stabile e diretto
su un bersaglio posto all'interno della ciambella; oppure estratto.La stabilità orbitale del fascio è ottenuta dando una particolare configurazione alle espansioni polari del magnete di forma anulare nel cui traferro è posta la ciambella.
STORIA
All' Università dell' Illinois, D. W. Kerst, che costruì nel 1940 il primo betatrone (in grado di comunicare agli elettroni
un'energia di 2,3 MeV), ultimò nel 1950 una macchina da 300 MeV al limite dell' energia che sembra raggiungibile con questi acceleratori.APPLICAZIONI
I betatroni moderni producono fasci da 10 a 30 MeV e consentono di generare raggi X penetranti di notevole intensità, utilizzati, oltre che per le ricerche di fisica nucleare, per la radiografia e la stereoradiografia
industriale e per il trattamento dei tumori.