Funktionsweise:
An der in der Mitte der Kammer befindliche Ionenquelle werden durch Beschuss eines feinen Strahl Gases mit Elektronen einer Glühkathode positiv geladenen Ionen erzeugt.
Gleichzeitig wird an die Dees eine hochfrequente Wechselspannung angelegt. Durch diese werden die Ionen zu dem negativ geladenen Dee beschleunigt. Sobald sie in diesen eingedrungen sind, werden sie nicht mehr von dem elektrischen Feld (Faradaykäfig), jedoch von dem Elektromagnet beeinflusst und beschreiben durch die Lorentz-Kraft einen Halbkreis, bis sie den Dee wieder verlassen. Nun werden sie durch die Beschleunigungsspannung, die sich inzwischen umgekehrt hat, so dass nun der andere Dee negativ geladen ist, beschleunigt, bis sie wieder in den Dee eindringen. Durch die größer werdende Kreisbahn bleibt die Umlaufzeit trotz wachsender Geschwindigkeit konstant. Daher kann die Beschleunigungsspannung während des gesamten Vorgangs konstant bleiben.
Schließlich werde die Elektronen durch ein elektrisches Auslenkfeld (Kondensator) aus den Dees heraus auf das Ziel gelenkt.
Technische Beschränkungen:
- Die maximale Teilchenenergie moderner Zyklotrons liegt bei ca. 100 MeV.
- Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit sind nicht möglich, da sich dort die Relativitätstheorie bemerkbar macht und sich die Masse der Elektronen ändert.
- Durch die gekrümmte Bahn geht ein Teil der Energie der Teilchen verloren.
