No Image

циклотрон

31 просмотров
04 декабря 2023

Циклотрон — один из классов устройств, ускоряющих заряженные атомные или субатомные частицы в постоянном магнитном поле. Первый ускоритель частиц такого типа был разработан в начале 1930-х годов американскими физиками Эрнестом Орландо Лоуренсом и М. Стэнли Ливингстоном. Циклотрон состоит из двух полых полукруглых электродов, называемых динами, установленных спина к спине, разделенных узким зазором, в вакуумированной камере между полюсами магнита. Электрическое поле, чередующееся по полярности, создается в зазоре радиочастотным генератором.

Частицы, подлежащие ускорению, формируются вблизи центра устройства в зазоре, где электрическое поле направляет их в одну из ячеек. Там магнитное поле направляет их по полукруглой траектории. Когда они возвращаются в зазор, электрическое поле меняется на противоположное, и они ускоряются в другом ди. Хотя скорость частиц и радиус их орбиты увеличиваются каждый раз, когда они пересекают зазор, до тех пор пока масса частиц и напряженность магнитного поля остаются постоянными, эти пересечения происходят с фиксированной частотой, на которую можно настроить осциллятор.

Циклотрон, работающий таким образом, может разогнать протоны до энергии не более 25 миллионов электрон-вольт. Это ограничение накладывается релятивистским увеличением массы любой частицы по мере приближения ее скорости к скорости света. С увеличением массы орбитальная частота уменьшается, и частицы пересекают зазор в моменты, когда электрическое поле замедляет их.

Чтобы преодолеть это ограничение, частоту переменного напряжения, подаваемого на диэлектрик, можно изменять в соответствии с частотой движения частиц по орбите. Устройство с такой функцией называется синхроциклотрон, и с его помощью были достигнуты энергии, близкие к миллиарду электрон-вольт. Другой метод заключается в усилении магнитного поля вблизи периферии диэс и фокусировке за счет азимутального изменения магнитного поля. Ускорители, работающие таким образом, называются изохронными, или циклотронами с азимутально изменяющимся полем (АВП).

Комментировать
31 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев