Ускорители на елементарни частици - studopediya

Заредени ускорители на частици са устройства, при които се създават действието на електрически и магнитни полета и управлявани от греди на високо енергийно заредени частици (електрони, протони, мезони, и т. Д).

Ускорителите са разделени в непрекъснат (един от еднакъв лъч във времето) и пулса (от които частици се отделят порции - импулси). Формата на траекторията и механизма на ускорители на ускорение на частиците се разделят на линейна (траектории са почти прави линии), циклични и индукция (траектории са кръгове или спирали).

1. линеен ускорител. Ускорение се извършва чрез електростатично поле (например, генератор Ван де Graaff). Частиците се ускоряват до.

2. линеен резонансната газта. Ускорение се извършва чрез променлив електрическо поле на микровълнова честота, промяна синхронно с движението на частицата. Протоните се ускоряват до. електрони - до.

3. циклотрон - цикличен резонанс ускорител тежки частици (протони, йони).

Между полюсите на електромагнит се поставя силна вакуумна камера, която съдържа два електрода (1 и 2) като кухи цилиндри половината от метал или Dees. Чрез Dees променлив електрическо поле. Магнитното поле произвежда от електромагнит, и равномерно, перпендикулярна на равнината на Dees.

Заредени частици се въвеждат в центъра на разликата между Dees.

За непрекъснато ускорение на частици в циклотрон е необходимо да се изпълняват условието за синхронно ( "резонанс" състояние) - периоди на въртене частици в магнитно поле и полевите трептения електрически трябва да бъдат равни. Частицата ще се движи по протежение на развиване спирала, получаване на всяка атака през междина повече енергия. В последния ред на лъча на частиците от електрическото поле отклоняваща се получава от циклотрона.

Циклотрони позволяват да се ускори протони на енергия.

Тяхната допълнително ускорено в циклотрона се ограничава до релативистично скорост с увеличение на теглото, което води до повишен период на лечение и синхронно е нарушена. Затова циклотрон напълно неприложими за ускоряване на електрони.

През 1944 г. Съветският физик VI Veksler и през 1945 г. американски физик Е. Макмилан принцип фаза стабилност се предлага. Идеята му е, че, за да се компенсира за периода на въртене увеличения на частиците, което води до нарушаване на синхронност, промяна или честотата на ускоряващите електрическа или магнитна индукция полета, или и двете. принцип фаза стабилност се използва в synchrocyclotron, синхротрон и синхротрон.

4. Fazotron (synchrocyclotron) - циклични резонанс газта тежки заредени частици (протони, йони, # 945 частици), където контролиране магнитното поле е константа, и честотата на електрическото поле ускоряване променя бавно с периода. Частиците се ускоряват до енергия.

5. синхротрон - цикличен резонанс газта ултра електрони, където контролиране на магнитното поле варира с времето и честотата на електрическото поле на ускоряване е постоянна. Електроните се ускоряват в синхротрон 5-10 GeV.

6. Synchrophasotron - .. тежка А цикличен резонанс ускорител заредени частици (протони, йони), в който комбинираните свойства на synchrocyclotron и синхротрон, т.е. контролиращия магнитното поле и честотата на електрическото поле на ускоряване е едновременно променят с течение на времето така, че радиусът на орбита частици равновесни остава постоянна. На протоните в синхротрон на протонната ускорени на енергия от 500 GeV.

7. бетатрон - цикличен индукция електронен ускорител, в която ускорение се извършва чрез завихряне електрическо поле, индуцирано от променливо магнитно поле, притежаващи електроните в кръгова орбита. Електроните в бетатрон се ускоряват до енергии на 100 ЕГ.