Betatron sahifasining manbasini koʻrish

[[Fayl:First_betatron_1940.jpg|thumb|Illinoys universitetida erta betatron. Kerst oʻng tomonda, 4 tonnalik magnitning qutblari orasidagi vakuum kamerasini tekshirmoqda.]]
[[Fayl:Betatron_6MeV_(1942).jpg|right|thumb| Nemis 6 MeV betatron (1942)]]
[[Fayl:Melbourne_University_35MeV_Betatron.jpg|thumb|Melburn universitetida fotoyadroviy fizika uchun ishlatiladigan 35 MeV betatron.]]
'''Betatron''' — siklik [[Zarracha tezlatgichi|zarrachalar tezlatgichining]] bir turi. Bu asosan ikkilamchi sifatida [[Tor (jism)|torus]] shaklidagi vakuum trubkasi boʻlgan [[transformator]]dir . Birlamchi bobinlardagi oʻzgaruvchan tok vakuumdagi [[elektron]]larni dumaloq yoʻl boʻylab tezlashtiradi. Betatron oddiy elektron bilan erishilishi mumkin boʻlgan energiyadan yuqoriroq energiyada elektron nurlarini ishlab chiqarishga qodir boʻlgan birinchi mashina va zarrachalar doimiy radiusda aylanib yuradigan birinchi dumaloq tezlatgich edi.<ref>{{Veb manbasi |url=https://www.britannica.com/technology/betatron |sarlavha=Betatron {{!}} particle accelerator |ish=Encyclopedia Britannica |til=en |qaralgan sana=2019-01-24}}</ref>

Betatron gʻoyasi 1922-yilda Jozef Slepyan tomonidan taklif qilingan edi.  1920- va 30-yillar davomida qurilma bilan bogʻliq bir qator nazariy muammolar bir qator olimlar, jumladan, Rolf Videroe,   [[Ernest Walton|Ernest Uolton]] va Maks Stinbek tomonidan koʻrib chiqildi.  Birinchi betatron 1940-yilda Illinoys Urbana-Champaign universitetida Donald Kerst tomonidan qurilgan.  

Betatron kontseptsiyasi 1922 yilda Jozef Slepyan tomonidan taklif qilingan edi.<ref name="kersthistory">{{Jurnal manbasi|last=Kerst|first1=Donald W.|title=Historical Development of the Betatron|journal=Nature|date=January 1946|volume=157|issue=3978|pages=90–95|doi=10.1038/157090a0|pmid=21015096 | issn = 0028-0836 }}</ref> 1920 va 30-yillar davomida qurilma bilan bogʻliq bir qator nazariy muammolar olimlar, jumladan, Rolf Videroe,<ref>{{Jurnal manbasi|last=Wideröe|first1=R.|authorlink1=Rolf Widerøe|title=Über ein neues Prinzip zur Herstellung hoher Spannungen|doi=10.1007/BF01656341|journal=Archiv für Elektrotechnik|volume=21|issue=4|pages=387–406|date=17 Dec 1928|language=de}}</ref><ref name="NTNF">{{Kitob manbasi |title=From nuclear transmutation to nuclear fission, 1932-1939 |last=Dahl |first=F. |publisher=[[CRC Press]] |year=2002 |isbn=978-0-7503-0865-6 |url=https://books.google.com/books?id=Vg6UHu3gZ3gC&q=rolf+wideroe}}
</ref> [[Ernest Walton|Ernest Uolton]] va Maks Stinbek tomonidan koʻrib chiqildi.<ref name="steenbeck">{{Jurnal manbasi|last=Steenbeck|first1=Max|title=Beschleunigung von Electronen durch elektrische Wirbelfelder.|journal=Die Naturwissenschaften|date=1943|volume=31|issue=S|pages=234–235|doi=10.1007/BF01482241}}</ref> Birinchi ishchi betatron 1940 yilda Illinoys Urbana-Champaign universitetida Donald Kerst tomonidan qurilgan <ref>{{Jurnal manbasi|last=Kerst|first1=D. W.|authorlink1=Donald William Kerst|title=Acceleration of Electrons by Magnetic Induction|doi=10.1103/PhysRev.58.841|bibcode=1940PhRv...58..841K|journal=[[Physical Review]]|volume=58|issue=9|pages=841|year=1940}}</ref><ref name="kerst1941">{{Jurnal manbasi|last=Kerst|first1=D. W.|author-link=Donald William Kerst|title=The Acceleration of Electrons by Magnetic Induction|journal=[[Physical Review]]|volume=60|issue=1|pages=47–53|year=1941|doi=10.1103/PhysRev.60.47|bibcode=1941PhRv...60...47K|url=http://web.ihep.su/dbserv/compas/src/kerst41/eng.pdf}}</ref><ref>{{Jurnal manbasi|last=Kerst|first1=D. W.|authorlink1=Donald William Kerst|last2=Serber|first2=R.|authorlink2=Robert Serber|title=Electronic Orbits in the Induction Accelerator|journal=[[Physical Review]]|volume=60|issue=1|pages=53–58|date=Jul 1941|doi=10.1103/PhysRev.60.53|bibcode=1941PhRv...60...53K}}</ref>

== Tarix ==
1800-yillarda [[Elektromagnit induksiya qonuni|Faradayning induksiya qonuni]] kashf qilingandan soʻng, oʻzgaruvchan [[magnit maydon]] tomonidan [[Elektr yurituvchi kuch|elektromotor kuch]] paydo boʻlishi mumkinligini koʻrsatganidan soʻng, bir qancha olimlar bu taʼsir zaryadlangan zarralarni yuqori energiyaga tezlashtirish uchun ishlatilishi mumkinligini taxmin qilishdi. {{R|kersthistory}} Jozef Slepian 1922 yilda oʻzgaruvchan magnit maydon taʼsirida tezlashtirilgan nurni boshqarish uchun doimiy magnitlardan foydalanadigan qurilmani taklif qildi. Biroq, u nazariy bosqichdan oʻtgan gʻoyani davom ettirmadi.

1920-yillarning oxirida Yer magnitlanishi byurosida Gregori Breit va Merle Tuve elektronlarni tezlashtirish uchun turli magnit maydonlaridan foydalangan holda ishlaydigan qurilmani qurdilar. Ularning qurilmasi ikkita [[Solenoid oʻqi boʻylab magnit maydon|solenoid magnitni]] bir-birining yoniga qoʻydi va magnit maydonning tashqi chetidagi quroldan elektronlarni oʻqqa tutdi. Maydon kattalashgani sayin elektronlar maydon markazidagi nishonga tegish uchun tezlashdi va rentgen nurlarini hosil qildi. Ushbu qurilma zarrachalarni tezlanish tekisligida yoʻnaltirish uchun magnit maydonni shakllantirish orqali betatron kontseptsiyasiga qadam qoʻydi. {{R|kersthistory}}

1929 yilda Rolf Videro barqaror orbitalar uchun ''Wideroe shartini'' keltirib, nazariyani rivojlantirishga navbatdagi katta hissa qoʻshdi. U orbita radiusi doimiy boʻlib qolishi uchun radiusdagi maydon magnit maydonidagi oʻrtacha maydonning toʻliq yarmi boʻlishi kerakligini aniqladi. Ushbu tanqidiy hisob tezlatgichlarni ishlab chiqishga imkon berdi, ularda zarralar Breit va Tuve mashinasida boʻlgani kabi ichkariga yoki [[siklotron]]ga oʻxshab tashqariga emas, balki doimiy radiusda aylanardi.<ref name="edwards">{{Kitob manbasi |last=Edwards |first=D. A. |title=An introduction to the physics of high energy accelerators |date=1993 |publisher=Wiley |location=New York |isbn=978-0-471-55163-8 |pages=22–23}}</ref> Wideroe Betatron nazariyasining rivojlanishiga qimmatli hissa qoʻshgan boʻlsa-da, u elektronlar bir yarim martadan koʻproq aylanib yuradigan qurilma qura olmadi, chunki uning qurilmasida nurni toʻgʻrilash mexanizmi yoʻq edi. {{R|kersthistory}}

Videro tajribalari bilan bir vaqtda [[Ernest Walton|Ernest Uolton]] magnit maydondagi elektronlar orbitalarini tahlil qilib, orbita tekisligida radial fokuslangan orbita qurish mumkinligini aniqladi. Bunday orbitadagi zarralar orbital radiusdan bir oz masofaga siljiganida, ularni toʻgʻri radiusga qaytaradigan kuch paydo boʻladi. {{R|kersthistory}} Aylana tezlatgichdagi barqaror orbitadagi bu tebranishlar endi ''betatron tebranishlari'' deb ataladi. {{R|edwards}}

1935 yilda Maks Steenbek Germaniyada Uoltonning radial fokuslash holatini Breit va Tuve mashinasida qoʻllaniladigan vertikal fokuslash holatini birlashtirgan qurilmaga patent olish uchun ariza berdi. {{R|steenbeck}} Keyinchalik u ishlaydigan mashina qurganini daʼvo qildi, ammo bu daʼvoga qarshi chiqdi.1800-yillarda [[Elektromagnit induksiya qonuni|Faradayning induksiya qonuni]] kashf qilingandan soʻng, oʻzgaruvchan [[magnit maydon]] tomonidan [[Elektr yurituvchi kuch|elektromotor kuch]] paydo boʻlishi mumkinligini koʻrsatganidan soʻng, bir qancha olimlar bu taʼsir zaryadlangan zarralarni yuqori energiyaga tezlashtirish uchun ishlatilishi mumkinligini taxmin qilishdi.  Jozef Slepian 1922 yilda oʻzgaruvchan magnit maydon taʼsirida tezlashtirilgan nurni boshqarish uchun doimiy magnitlardan foydalanadigan qurilmani taklif qildi. Biroq, u nazariy bosqichdan oʻtgan gʻoyani davom ettirmadi. {{R|kersthistory}}

Ishchi betatronni qurganligi aniq tan olingan birinchi jamoani Illinoys universitetida Donald Kerst boshqargan. Tezlatgich 1940-yil 15-iyulda qurib bitkazildi {{R|kerst1941}}

== Operatsion printsipi ==
Betatronda birlamchi gʻaltakning oʻzgaruvchan magnit maydoni vakuum torusiga kiritilgan elektronlarni tezlashtiradi, bu esa transformatorning ikkilamchi lasanida oqim paydo boʻlganda ([[Elektromagnit induksiya qonuni|Faraday qonuni]]) xuddi shu tarzda torus atrofida aylanishiga olib keladi.

Elektronlar uchun barqaror orbita qanoatlantiradi

: <math>\theta_0 = 2 \pi r_0^2 H_0,</math>

qayerda

: <math>\theta_0</math> elektron orbita bilan oʻralgan maydon ichidagi oqim,
: <math>r_0</math> elektron orbitasining radiusi va
: <math>H_0</math> da magnit maydon hisoblanadi <math>r_0</math> .

Boshqacha qilib aytganda, orbitadagi magnit maydon uning dumaloq kesimidagi oʻrtacha magnit maydonning yarmi boʻlishi kerak:

: <math>\Leftrightarrow H_0 = \frac{1}{2} \frac{\theta_0}{\pi r_0^2}.</math>

Bu holat koʻpincha ''Widerøe holati'' deb ataladi.<ref>{{Kitob manbasi |last=Wille |first=Klaus |title=Particle Accelerator Physics: An Introduction |publisher=[[Oxford University Press]] |year=2001 |isbn=978-0-19-850549-5}}</ref>

== Etimologiya ==
"Betatron" nomi ([[beta zarra]]cha, tezkor elektronga ishora) kafedra tanlovida tanlangan. Boshqa takliflar „reotron“, „induksion tezlatkich“, „induksion elektron tezlatkich“,<ref>{{Jurnal manbasi|journal=The Chemistry Leaflet|title=Shall New Machine Be Named Betatron or Rheotron|last=Science Service|volume=15|issue=7–12|year=1942|url=https://books.google.com/books?id=MHVPAAAAMAAJ&q=rheotron+betatron}}</ref> va hatto " ''Außerordentlichehochgeschwindigkeitselektronenentwickelndesschwerarbeitsbeigollitron'' " <ref name="physics.illinois.edu">{{Veb manbasi |muallif=Celia Elliot |sarlavha=Physics in the 1940s: The Betatron |ish=Physics Illinois: Time Capsules |nashriyot=[[University of Illinois]] |url=http://physics.illinois.edu/history/Betatron.asp |qaralgan sana=13 April 2012 |arxivsana=2012-04-15 |arxivurl=https://web.archive.org/web/20120415101011/http://physics.illinois.edu/history/Betatron.asp }}</ref>, nemis hamkorining taklifi boʻlgan.<ref name="physics.illinois.edu"/><ref>{{Kitob manbasi |last=R.A. Kingery |chapter=Electrons in Orbit |title=Men and Ideas in Engineering: Twelve Histories from Illinois |location=Urbana, IL |publisher=University of Illinois Press |year=1967 |page=68 |chapterurl=https://books.google.com/books?id=cGVbAAAAMAAJ&q=by.golly}}</ref> yoki, ehtimol, „Favqulodda yuqori tezlikli elektron generator, golly-tron tomonidan yuqori energiya.“ <ref>{{Jurnal manbasi |date=March 20, 1950 |title=The Biggest Betatron in the World |url=https://books.google.com/books?id=AFMEAAAAMBAJ&q=by.golly.tron&pg=PA131 |magazine=[[Life (magazine)|Life]] |page=131}}</ref>

== Ilovalar ==
Betatronlar tarixan zarrachalar fizikasi tajribalarida 300 [[Elektronvolt|MeV]] &#x2014; boʻlgan yuqori energiyali elektron nurlarini taʼminlash uchun ishlatilgan. Agar elektron nur metall plastinkaga yoʻnaltirilgan boʻlsa, betatron sanoat va tibbiyotda qoʻllanishi mumkin boʻlgan energiya [[rentgen nurlari]] manbai sifatida ishlatilishi mumkin (tarixiy ravishda [[Radikal terapiya|radiatsiya onkologiyasida]]). Betatroning kichik versiyasi, shuningdek, bomba yadrosidagi fotonlar bilan boʻlinish va fotoboʻlinish orqali baʼzi eksperimental [[Yadro quroli|yadro qurollarini]] tezda ishga tushirish uchun qattiq rentgen nurlari manbasini (maqsaddagi elektron nurning sekinlashishi orqali) taʼminlash uchun ishlatilgan. .<ref>Big Science: The Growth of Large-Scale Research, {{ISBN|978-0-8047-1879-0}}.</ref><ref>[http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Tumblers.html#George Nuclear Weapons Archive, Tumbler shot series, item George].</ref><ref>[http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#4.1.8.2 Nuclear Weapons Archive, Elements of Fission Weapon Design, section 4.1.8.2].</ref>

Radiatsiya markazi saraton kasalligiga chalingan bemorlarni betatron bilan davolash uchun birinchi xususiy tibbiyot markazini Dr.&nbsp;O. Artur Stiennon 1950-yillarning oxirida Viskonsin shtatining Madison shahri chekkasida.<ref>[http://digicoll.library.wisc.edu/cgi-bin/UW/UW-idx?type=turn&entity=UW002406780037&isize=text ''Wisconsin alumnus'', Volume 58, Number 15 (July 25, 1957)].</ref>

== Cheklovlar ==
Betatroning berishi mumkin boʻlgan maksimal energiya temirning toʻyinganligi sababli magnit maydonning kuchi va magnit yadroning amaliy oʻlchami bilan cheklangan. Tezlatgichlarning keyingi avlodi, [[sinxrotron]]lar bu cheklovlarni yengib chiqdi.

== Manbalar ==
{{Manbalar}}

== Havolalar ==
{{Commons turkum|Betatrons}}

* [https://physics.illinois.edu/people/history/betatron UIUCdagi Betatron]
* '''''Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi [[Oʻzbekiston Milliy universiteti|O'zbekiston Milliy universitieti]] Fizika fakulteti talabasi Aminov Islom tomonidan Wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.'''''

 

[[Turkum:Zarracha tezlatgichlari]]