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Dinamitrón

Dinamitrón El Dynamitron es un acelerador de partículas electrostático inventado por Marshal Cleland en 1956 en la Universidad de Washington en St. Louis y fabricado por Electro...

Dinamitrón

El Dynamitron es un acelerador de partículas electrostático inventado por Marshal Cleland en 1956 en la Universidad de Washington en St. Louis y fabricado por Electron Equipment Experts LLC. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Es similar a un acelerador Cockcroft-Walton , utilizando una red de escalera de diodos y condensadores en serie para generar un alto voltaje de CC en un electrodo, que acelera partículas a través de un tubo de haz evacuado entre el electrodo y un blanco a potencial de tierra. [ 7 ] Sin embargo, en lugar de ser alimentado en un extremo como en el Cockcroft-Walton, la escalera capacitiva se carga en paralelo electrostáticamente por un voltaje oscilante de alta frecuencia aplicado entre dos electrodos semicilíndricos largos a cada lado de la columna de la escalera, que inducen voltaje en anillos de corona semicirculares unidos a cada extremo de los tubos rectificadores de diodos. [ 3 ] En combinación con un inductor, esta estructura forma un circuito tanque resonante para el oscilador que proporciona el voltaje, a una frecuencia de 100 kHz. El voltaje alterno a través de los diodos bombea carga en una dirección hacia arriba a través de la pila de diodos en serie hasta el electrodo de alto voltaje como en el circuito Cockcroft-Walton. La ventaja de este diseño es que puede producir corrientes de haz más altas que el diseño Cockcroft-Walton, hasta cientos de miliamperios, y la alta frecuencia reduce la ondulación en el voltaje de aceleración. [ 5 ] La pila aceleradora está dentro de un tanque de gas hexafluoruro de azufre presurizado para aislamiento. Puede acelerar electrones o iones positivos, y se han construido versiones en tándem . 

El Dynamitron se fabrica en varios modelos con energías de salida de 0,5 a 5  MeV y potencia de haz de 50 a 200  kW. [ 3 ] Su uso principal es en aplicaciones de irradiación industrial; las más comunes son la reticulación de polímeros para la producción de tubos termorretráctiles y película plástica retráctil para envasado de alimentos, esterilización y curado de espuma plástica y componentes de neumáticos. [ 5 ] Alrededor de 200 unidades están en funcionamiento, principalmente en los EE. UU. [ 8 ] Varias se han instalado en entornos de investigación universitaria, incluyendo la Universidad de Birmingham en el Reino Unido y la Universidad de Tohoku en Japón [ 9 ] Una aplicación de investigación moderna para los Dynamitrons es como fuente de neutrones de alta intensidad. Son particularmente adecuados para la producción de neutrones a través de la reacción de litio (p,n) con aplicaciones potenciales en imágenes de neutrones , análisis de activación y terapia de captura de neutrones de boro .

Referencias

  1. http://www.electronexperts.com
  2. Cleland, Marshal R., Patente estadounidense 2875394A, Aparato multiplicador de voltaje , presentada: 29 de octubre de 1956, concedida: 24 de febrero de 1959
  3. 1 2 3 Nunan, Craig S. (26 de mayo de 1989). Aplicaciones presentes y futuras de los aceleradores industriales (PDF) . Actas de la 9.ª Mesa Redonda de Afiliados Industriales de Fermilab sobre Aplicaciones de Aceleradores. Fermilab, Batavia, Illinois: Centro del Acelerador Lineal de Stanford. pág.  64. Recuperado el 30 de julio de 2020 .
  4. McDonald, Kirk T. (19 de febrero de 2015). "Un dinamitrón o rodotrón para la calibración de positrones de JUNO" (PDF) . Taller del acelerador de positrones JUNO . Laboratorio Nacional de Brookhaven . Recuperado el 30 de julio de 2020 .
  5. 1 2 3 Cottereau, E. "Aceleradores de CC" (PDF) . Tandetron . Consultado el 30 de julio de 2020 .pág. 4
  6. Galloway, RA; DeNeuter, S.; Lisanti, TF; Cleland, MR (2003). El nuevo acelerador de dinamitrón autoapantallado IBA para aplicaciones industriales . CP680, 17.ª Conferencia Internacional sobre la Aplicación de Aceleradores en la Investigación y la Industria. Instituto Americano de Física. págs. 977–980 . ISBN  0-7354-0149-7Consultado el 30 de julio de 2020 .
  7. 1 2 Wilson, Edmund; Wilson, Edward JN; Wilson, EJN (2001). Introducción a los aceleradores de partículas . Oxford University Press. pág. 193. ISBN  9780198508298.
  8. "Fallecimiento reciente del mariscal Cleland" . Noticias . Asociación Internacional de Irradiación. Mayo de 2019. Consultado el 30 de julio de 2020 .
  9. S. Matsuyama, K. Ishii, M. Fujisawa, Y. Kawamura, S. Tsuboi, K. Yamanaka, M. Watanabe, Y. Hashimoto, S. Ohkura, M. Fujikawa, T. Nagaya, K. Komatsu, H. Yamazaki, Y. Kikuchi, Actualización del acelerador Dynamitron de 4,5 MV en la Universidad de Tohoku para aplicaciones de microhaces y nanohaces, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, Volumen 267, Números 12–13, 15 de junio de 2009, Páginas 2060-2064
  • Principios del acelerador de CC. Archivado el 17 de noviembre de 2010 en Wayback Machine.
  • DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN ACELERADORES DE DINAMITRON MEDIANTE LA OBSERVACIÓN DE RESONANCIAS NUCLEARES ESTRECHAS