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168.Le cyclotron.

168.Le cyclotron. dans sciences et mathématique principe-cyclotron-12

1.Qu’est-ce que le cyclotron ?

Le cyclotron est un accélérateur de particules circulaires inventé en 1931 par le physicien américain Ernest Orlando Lawrence (Prix Nobel de physique en 1939). Il est de taille minime (de l’ordre de 6 m3 ).

2.Comment ça marche ?

Dans un cyclotron le champ magnétique est appliqué perpendiculairement dans une chambre vide en forme de disque contenant deux électrodes semi-circulaires en forme de D. Les portions rectilignes de ces électrodes se font face. Le flux d’électrons ou d’ions traversant un champ magnétique perpendiculaire est soumis à une force perpendiculaire à la direction du mouvement (ce principe est utilisé pour le fonctionnement des moteurs électriques). Ici, dans le vide, ces particules chargées suivent un parcours circulaire. Si les particules perdent de l’énergie elles suivront une spirale intérieure. Si l’appareil est capable d’augmenter leur énergie elles suivront une spirale en expansion (ce qui est le cas ici). C’est ce principe qui est utilisé dans un cyclotron. Une tension alternative de haute fréquence uée aux électrodes en D, ce qui accélère les particules à chacun de leurs passages de l’une à l’autre

790px-cyclotron.svg_1-300x227 dans sciences et mathématique

3.Fréquence du cyclotron.

f  = (B .q)/(2. π. m)

où B est le vecteur caractérisant le champ électromagnétique, q la charge de la particule (en coulomb (C) ) et m la masse de la particule (en kilogramme (kg) ).L’unité de la frequence est le Hertz (Hz ou 1/s).

4.Utilité et lien avec la T.E.P.

Le cyclotron sert à produire des isotopes radioactifs (comme l’oxygène 15 ou le fluor 18) utilisés notamment en médecine.Le fluor 18 (isotope à demi-vie courte : 109 minutes) permet de fabriquer du fluorodésoxyglucose (FDG), un sucre radioactif inutilisable par la cellule, qui va s’accumuler préférentiellement dans les zones cancéreuses, fortes consommatrices de glucose. Une T.E.P. permettra de détecter de façon particulièrement fine certains cancers puis de les traiter à des stades très précoces.


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