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Un Cyclotron est un type d'accélérateur de particules , qui est utilisé pour accélérer des particules élémentaires chargées telles que des protons, des deutons ou des ions à des énergies cinétiques élevées pour une utilisation dans la recherche scientifique, les applications médicales et les technologies industrielles. Le principe du cyclotron repose sur le mouvement des particules dans un champ magnétique qui les force à se déplacer en spirale, et sur l'application d'un champ électrique alternatif qui les accélère à des moments appropriés de leur cycle.
La conception du cyclotron repose sur deux électrodes semi-circulaires , appelées "dees" (en raison de leur forme en D), placées dans un champ magnétique homogène puissant. Les particules injectées dans l'appareil accélèrent dans l'espace entre les électrodes sous l'influence d'une tension oscillante à haute fréquence, puis sont renvoyées sur l'orbite suivante. Leur trajectoire prend alors la forme d'une spirale de plus en plus grande jusqu'à ce qu'elles atteignent le niveau d'énergie désiré. Elles sont alors guidées hors du cyclotron pour être utilisées dans d'autres expériences ou procédures.
Grâce à leur capacité à atteindre des énergies importantes dans des dimensions relativement compactes, les cyclotrons ont trouvé des applications en médecine nucléaire pour la production de radio-isotopes, dans le traitement du cancer par protonthérapie et dans l'étude de la structure de la matière, entre autres. Leur développement a marqué une étape importante dans l'histoire de la physique des particules et de la technologie des accélérateurs, bien qu'ils aient été remplacés, dans la gamme d'énergie la plus élevée, par des dispositifs plus avancés tels que les synchrotrons.
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