Escolar.com

La pista espiral donde se aceleran las partículas

Imaginemos que tenemos una pista en forma de espiral, pero que se halla cruzada por una calle, justamente por la mitad. Bien; supongamos que un ciclista, saliendo del centro de la espiral, comienza a recorrer la pista; y supongamos también que cada vez que el ciclista cruza la calle, recibe un fuerte empujón que le aumenta la velocidad. Evidentemente, irá acelerando más y más su marcha por efecto de los impulsos que recibe cada media vuelta que da, al cruzar la calle.

En un ciclotrón, las cargas eléctricas que han de ser usadas como proyectiles son obligadas, por medio de un poderoso electroimán, a recorrer un camino en forma de espiral dentro de una cámara en la que se ha hecho el vacío. Dicha cámara está dividida en dos mitades y en forma tal que cuando las cargas eléctricas pasan de una mitad a otra, entre ambas existe un intenso campo eléctrico que les aumenta enormemente la velocidad. De esta manera las partículas eléctricas se van acelerando poco a poco, hasta que al chocar contra las paredes de la cámara, se las deja pasar por una ventana, desde la que se dirigen, a gran velocidad, contra el elemento que se desea bombardear.

Con el ciclotrón los proyectiles alcanzan velocidades muy superiores a las producidas por el generador de Van de Graaff, y sin necesidad de elevadas diferencias de potencial. Es imprescindible, en cambio, que haya un intenso campo magnético.

El desarrollo de nuevos ciclotrones ha permitido mejorar notablemente las intensidades y velocidades del haz, al superar enormemente a las anteriores. Los más modernos son llamados sincrociclotrones.

Centenares de sustancias radiactivas artificiales pudieron ser producidas con el ciclotrón, y con ellas se realizaron infinidad de investigaciones que dieron nuevos conocimientos acerca de la radiactividad. Pero sin embargo, a pesar de que los núcleos eran bombardeados con haces de partículas muy aceleradas, no se había logrado todavía liberar las enormes energías acumuladas en ellos. La dificultad es fácil de explicar: los núcleos de los átomos están muy bien protegidos por las capas electrónicas que los rodean, y estas capas frenan a los proyectiles que las atraviesan. Por otra parte, además, los núcleos rechazan el bombardeo, porque eléctricamente tienen carga del mismo signo que los proyectiles. Tanto el ciclotrón como el generador de Van de Graaff aceleran partículas con carga eléctrica. Para liberar la energía de los núcleos hacía falta, pues, una partícula más eficaz, un proyectil más penetrante que todos los conocidos.