sexta-feira, 24 de fevereiro de 2017

Aceleradores de partículas

As partículas usadas como projéteis no bombardeamento de átomo em reações de transmutação artificial são obtidas da emissão natural de elementos radioativos. Os aceleradores de partículas são usados para aumentar a velocidade de partículas carregadas, tais como as partículas alfa e os prótons, para que elas possam bombardear núcleos atômicos estáveis, vencendo a repulsão que há entre eles.



O nêutron é a partícula que mais apresenta vantagens para essa finalidade, pois não possui carga elétrica e, portanto, não sofre a ação dos campos elétricos dos átomos, seguindo seu trajeto sem perder energia. Já as demais partículas (alfa, próton, dêuteron) precisam ser aceleradas a altíssimas velocidades para poderem adquirir energia suficientemente grande, capaz de fazê-las vencer as forças de repulsão do núcleo-alvo e conseguir penetrá-lo. Para atingir esse objetivo são usados os aceleradores de partículas.

Gerador de Van der Graaf

É uma máquina eletrostática na qual um gerador de alta voltagem fornece cargas elétricas a uma correia móvel que as conduz para uma cúpula metálica onde é atingida uma voltagem elevadíssima. Essa voltagem acelera fortemente as partículas positivas fornecidas pela fonte, jogando-as contra o alvo. Os geradores de Van der Graaf proporcionam potências que variam entre 5 e 20 MeV.

Gerador de Van der Graaf

Acelerador Linear

É composto de va´rios cilçindros ocos cujos comprimentos são proporcionais às velocidades adquiridas pelos íons. As partículas, ao passarem pelo interior dos cilindros, adquirem uma forte aceleração linear à custa de impulsos elétricos sucessivos.

Os cilindros são alimentados por uma corrente elétrica de voltagem e frequência muito elevadas. Se a fonte emite, por exemplo, partículas com carga positiva, o cilindro A se torna fortemente negativo, de modo a repeli-las fortemente; ao mesmo tempo o cilindro B se torna negativo, de modo a atrair essas partículas. O processo se repete sucessivamente e as partículas adquirem uma aceleração crescente Até se chocarem contra o alvo. Existem aceleradores lineares com 3 Km de comprimentos, capazes de impulsionar as partículas até elas adquirirem uma energia da ordem de 40 bilhões de elétron-volts.

Acelerador Linear

Mais sobre o tema:


Ciclotron de Lawrence

O nome cicloton significa, literalmente, “canhão circular”.
O cicloton é formado por dois eletrodos ocos em forma de D, separados por um espaço intermediário. Poderosos eletroímãs, alimentados por uma corrente alternada de alta frequência, carregam ora positiva ora negativamente os eletrodos, de maneira que uma partículas-projétil, por exemplo, um próton lançado no espaço entre os eletrodos, é alternadamente atraído por um e repelido por outro eletrodo, acelerando cada vez mais a sua trajetória circular, até atingir velocidade da ordem de 100 000 Km/s. Com a intensificação da velocidade, a sua trajetória circular acaba transformando-se em espiral até que o projétil é lançado por uma fenda em direção ao núcleo.
No cicloton as partículas chegam a adquirir energias superiores a 500 MeV.

Acelerador Ciclotron de Lawrence

Assista ao vídeo sobre o maior acelerador do mundo, o LHC: 👀


Acelerador LHC

Este é o acelerador LHC (sigla em inglês para Grande Colisor de Hádrons), que foi montado perto de Genebra, na Suíça. Sua construção consumiu 618 milhões de dólares por ano. Veja agora o que acontece dentro da sua gigantesca estrutura
1. Dentro do anel de 27 km de circunferência, bilhões de prótons, impulsionados por fortíssimos ímãs, são atirados uns contra os outros a uma velocidade próxima à da luz (300 000 km/s)
2. Mais de 40 milhões de choques acontecem a cada segundo. Isso ocorre no interior de detectores, para que os físicos saibam onde e como surgirão as partículas resultantes das colisões
3. Quando dois prótons colidem, eles se despedaçam em quarks, elétrons e fótons
4. Quase que instantaneamente, quarks se unem para formar os chamados mésons. Também surgem os múons – um tipo de elétron 207 vezes mais pesado que o normal
5. Ao estudar essas partículas, os físicos podem entender melhor a natureza da matéria e ter uma ideia de como ela se formou após o Big Bang

Acelerador LHC

Um mol de abraços a você, amigo leitor!

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