22684

Принцип роботи прискорювачів заряджених частинок

Доклад

Физика

2 R радіус орбіти частинки в магнітному полі m маса чки c швидкість світла H напруження магн. Металева сфера заряджена до великого потенціалу і частинки виходять з неї через трубку; енергія частинок десь 28 Мев. Підвищення енергії частинки частинки майже вдвічі можливе при використанні каскадних електростатичних прискорювачів. Циклотрон складається з секторних електродів дуантів перпендикулярно до яких прикладено сильне однорідне магнітне поле яке потрібне для задання циклічної траєкторії частинки.

Украинкский

2013-08-04

42 KB

4 чел.

49.Принцип роботи прискорювачів заряджених частинок.

Прискорювач – пристрій, за допомогою якого частинкам надається енергія. В прискорювачах на частинку діють електромагнітні сили (електричне поле діє вздовж руху, а магнітне – перпендикулярно ):

(1) , де W - енергія ч-ки, e - заряд ч-ки,  E- напруження ел. поля, - швидкість.

(2)  , R – радіус орбіти частинки в магнітному полі, m – маса ч-ки, c- швидкість світла, H – напруження магн. поля. (3) , Т – період руху.

За принципом роботи прискорювачі діляться на такі: прямої і багатократної дії. Багатократні бувають лінійні і циклічні.

Прямий прискорювач: генератор Ван-де-Граафа , прискорення статичним електричним полем. Металева сфера заряджена до великого потенціалу і частинки виходять з неї через трубку; енергія частинок десь 2-8 Мев.

Але неможливо створити велику напруженість електричного поля в повітрі (при атмосферному тиску напруженість обмежена величиною 30кВ/см). Підвищення енергії частинки частинки майже вдвічі можливе при використанні каскадних електростатичних прискорювачів. В першому каскаді  відбувається  прискорення  від’ємних іонів. Між каскадами іони перезаряджаються, проходячи крізь фольгу (яка здирає з іонів 2 електрона), і маючи заряд +  починають відштовхув. від цього ж електрода. Ці прискорювачі називаються тандемами. Енергію, яку можна отримати – до 25 МеВ.

Лінійний прискорювач.(ЛП)   Камера ЛП – хвилевод з хвилею електричного типу (є компонента електричного поля паралельна осі прискорювача, ОХ ), в хвилеводі є металеві екрануючі трубки: коли частинка не в трубці, вона прискорюється вздовж хвилевода, а в трубці рухається вільно (трубка екранує гальмуючу компоненту прискорюючого поля – поле не діє на частинку в трубці).

Циклічні прискорювачі  .

Циклотрон – складається з секторних електродів (дуантів), перпендикулярно до яких прикладено сильне однорідне магнітне поле, яке потрібне для задання циклічної траєкторії частинки. Між електродами створюється імпульсне електричне поле, яке і прискорює частинки, що розкручуються по спіралі з центра. З рівняння (2) видно, що радіус орбіти  R ~ швидкості частинки v;  період обертання Т (див (2) та (3)) не залежить від енергії частинки. Для врахування релятив. ефектів (коли частинці надали велику енергію) існують різні модифікації циклотрона:

  •  Фазотрон – прискорюєче електричне поле має змінну частоту
  •  Синхротрон – змінюють з часом магнітне поле
  •  Синхрофазотрон – змінюють як електричне, так і магнітне поля
  •  Ізохронний циклотрон – магнітне та електричні поля не змінюють свої хар-ки з часом; міняється лише геометрія магнітного поля (градієнт вздовж радіуса прискорювача) так, щоб Т=const  для довільної енергії частинки.

Бетатрон. Ідея прискорення заряджених частинок електричним полем, яке породжується змінним магнітним полем.

Основна складова – потужний електромагніт, обмотка якого живиться змінним струмом з частотою сотні МГц. Між полюсами – тороідальна камера, в якій високий вакуум. При зміні магн потоку зявляється вихрове ел поле і на кожний електрон в камері діє сила eE.

Лінії напруженності ел поля замкнуті, так що напрям сили буде весь час співпадати з напрямом руху. Електрони, обертаючись в камері, будуть збільшувати свою енергію. Маг поле виконує 2 функції: 1) джерело ел поля, в якому прискорюються частинки, 2) утримує частинки на  орбіті, розвертаючи їх. Енергія електрона буде зростати, тому щоб утримувати електрони на орбіті, треба збільшувати маг поле.

Є ще один різновид прискорювачів – колайдери (прискорювачі на зустрічних пучках), в яких витрачається енергія не на розгін центра мас, а повністю йде в кінетичну енергію пучків, що рухаються назустріч один одному.


Розподіл маг поля

0,5

B

r

Вакуумна камера

електр. поле


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68203. ЗАСТАВА В СИСТЕМІ МЕНЕДЖМЕНТУ КРЕДИТНОГО РИЗИКУ БАНКУ 283 KB
  У загальній структурі кредитних вкладень банків тільки 29 займає стандартна заборгованість при якій обслуговування боргу позичальником відповідає умовам кредитної угоди вказує на доцільність вивчення причин чому не спрацював механізм застави і банки не змогли відшкодувати належним чином...
68204. ІСТОРИКО-КНИГОЗНАВЧЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИДАНЬ І. ФЕДОРОВА ТА П. МСТИСЛАВЦЯ: ФІЛІГРАНОЛОГІЧНИЙ АСПЕКТ 152.5 KB
  З цією метою здійснено історикокнигознавче дослідження водяних знаків їхніх спільних та окремих видань насамперед великоформатних для введення у науковий обіг відомостей історії друкування видань почерговості публікації їх частин історії закупівлі паперу виявлення невідомих раніше варіантів...
68205. ВИКОРИСТАННЯ ІМПОРТНОЇ СИРОВИНИ В ПАРФУМЕРНО-КОСМЕТИЧНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ: ОБЛІКОВО-КОНТРОЛЬНІ АСПЕКТИ 272.5 KB
  Для сучасних світових тенденцій економічного розвитку характерне зростання ролі зовнішньоекономічної діяльності. В процесі її здійснення виникають певні проблеми, зумовлені невідповідністю принципів вітчизняних стандартів бухгалтерського обліку вимогам митного та податкового законодавства...
68206. ФОРМУВАННЯ ЛІДЕРСЬКИХ ЯКОСТЕЙ МАЙБУТНІХ ЕКОНОМІСТІВ У ПРОЦЕСІ ПРОФЕСІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ 247 KB
  Майбутні економісти потребують не тільки широкої загальної освіти а й розвинених лідерських якостей оскільки ця професія повязана з роботою у команді прийняттям рішень на основі аналізу ситуації умінням нести відповідальність за наслідки рішень ефективною організацією роботи не лише однієї...
68207. АГРОЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАХОДІВ ПОЛІПШЕННЯ ЯКОСТІ ПИТНОЇ ВОДИ ДЕЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ 1.1 MB
  Забруднювачі з ґрунту безпосередньо впливають на хімічний склад суміжних середовищ у тому числі й води підземних джерел. Оскільки ґрунтові води не захищені водотривкими породами а їх живлення відбувається в результаті фільтрації атмосферних опадів через інколи незначний 152 м завтовшки...
68208. ТЕХНОЛОГІЯ СОУСІВ ЯГІДНИХ З ВИКОРИСТАННЯМ ПРИРОДНОЇ НЕТРАДИЦІЙНОЇ СИРОВИНИ 975.5 KB
  Слід підкреслити що останнім часом все більшого розповсюдження у ресторанному господарстві набуває креативна кухня яка характеризується додаванням до страв з мяса риби птиці дичини солодких соусів з плодів та ягід асортимент яких обмежується вишневим чорносмородиновим сливовим соусами...
68209. ФОРМУВАННЯ ГОТОВНОСТІ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ ПОЧАТКОВИХ КЛАСІВ ДО ПЕДАГОГІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ 290 KB
  Нові: знання методів моделювання та застосування моделей зокрема до процесів обєктів і субєктів навчання і виховання; уміння визначати доцільність застосування методів педагогічного моделювання до розвязування педагогічних задач; здатність до освоєння сучасних в тому числі заснованих на застосуванні...
68210. СЕРЕДНЬОШРИФТОВЕ ЧЕТВЕРОЄВАНГЕЛІЄ: ЛІНГВІСТИЧНИЙ І ПАЛЕОГРАФІЧНИЙ АНАЛІЗ 176.5 KB
  Досягнення цієї мети передбачає виконання таких завдань: проаналізувати безвихідні дофедорівські книговидання в контексті проблеми дофедорівського книгодрукування на східнослов’янських землях; окреслити місце середньошрифтового Євангелія серед безвихідних видань...
68211. Оптимізація діагностики і лікування хронічного біліарного панкреатиту у хворих з ожирінням 196 KB
  Мета дослідження: підвищити якість діагностики і ефективність лікування біліарного ХП у хворих із ожирінням. Для досягнення цієї мети були поставлені наступні завдання: Проаналізувати клінічні прояви біліарного ХП у хворих із ожирінням.