betatrone
Macchina acceleratrice per elettroni, in grado di portarli a energie dell’ordine di quelle delle particelle beta naturalmente emesse dalle sostanze radioattive. Il principio di funzionamento è il seguente: elettroni vengono fatti muovere lungo una traiettoria circolare concatenata con un campo magnetico variabile; a ogni giro ciascun elettrone subisce un incremento di energia pari al prodotto della sua carica per la forza elettromotrice che, in conseguenza della variazione del flusso d’induzione magnetica, viene indotta nella spira costituita dall’orbita. Dato il grandissimo numero di giri che gli elettroni possono compiere in breve tempo, l’aumento di energia che ne consegue è grande.
Ideato nel 1935 da M.C.T. Steenbeeck (Germania) e realizzato da D.W. Kerst (USA) nei laboratori della General Electric Company, ebbe dapprima il nome di reotrone. Nella realizzazione di Kerst è costituito (v. fig.) da un grande elettromagnete fornito di due avvolgimenti a e due espansioni polari b e di un tubo anulare c, di vetro argentato, in cui si pratica un vuoto spinto, destinato a contenere, durante il funzionamento della macchina, le orbite elettroniche. Il campo magnetico generato dall’elettromagnete (con linee di forza rappresentate da d in fig.) è variabile nel tempo e ha il duplice compito di creare nella parte centrale il flusso variabile necessario per accelerare gli elettroni e, nella parte periferica, di mantenerli su orbite circolari (ciò che si ottiene dando forma opportuna alle espansioni polari). Gli elettroni vengono iniettati nell’interno del tubo a vuoto mediante un cannone elettronico: l’iniezione avviene nell’istante in cui ha inizio la variazione di flusso nel campo magnetico. Gli elettroni, compiendo un grandissimo numero di giri, acquistano una velocità molto vicina a quella della luce. Sotto l’azione di una piccola perturbazione supplementare possono essere mandati a urtare una lamina metallica (bersaglio), che diviene sorgente di raggi X molto penetranti o di raggi γ.
L’impiego a scopo curativo di raggi X ultrapenetranti generati mediante un betatrone ( betatronoterapia) è indicato nella cura di tumori maligni profondi.