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

2 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

21876. Гражданский иск как способ восстановления нарушенных прав 339.5 KB
  Объектом работы являются правоотношения, возникающие между государством в лице органов и должностных лиц, осуществляющих производство по уголовному делу и гражданином, в связи с реализацией им права на восстановление нарушенных прав, в том числе и входящего в его структуру права на возмещение имущественного вреда и устранение последствий морального вреда.
21877. Роль автоматизации в процессе производства нефтяного кокса 405.5 KB
  Целью данной курсовой работы является изучение роли автоматизации в процессе производства нефтяного кокса. Актуальность избранной темы вызвана тем, что внедрение специальных автоматических устройств приводит к увеличению количества продукции и улучшению его качества, росту производительности труда, снижению себестоимости продукции, улучшению условий работы, удлинению сроков эксплуатации оборудования и т. д.
21878. Разработка информационных фильтров для программируемых сетевых агентов 548 KB
  Общая теория информационных агентов, дан обзор существующих разработок в области программирования при помощи агентов, введены и формализованы понятия социальной сети как информационного пространства, где действует агент, а также определены специфические функции агента, приведены этапы и результаты разработки сетевого агента.
21879. БАЛЬНЕОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ КБР: ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ (НА ПРИМЕРЕ КУРОРТА НАЛЬЧИК) 1.61 MB
  Изучение природных условий и ресурсов КБР, населения и трудовых ресурсов, хозяйства и экономических предпосылок развития рекреации; Составление характеристики рекреационных ресурсов КБР и их использования: природных, социально-экономических, культурно-исторических ресурсов; Рассмотрение современного курортно-рекреационного комплекса КБР...
21880. Бандитизм (статья 209 УК РФ) 250.5 KB
  Бандитизм - преступления против общественной безопасности, т.е. деяния, признанные уголовным законом грубо нарушающими нормальные условия повседневной жизни и деятельности людей. Эти преступления причиняют или могут причинить существенный вред личным, общественным, и государственным интересам, здоровью, телесной неприкосновенности и достоинству граждан.
21881. Влияние восточных элементов на режиссуру ХХ века 1.24 MB
  Рассмотреть основные принципы театра «Но», охарактеризовать функции маски в театре «Но», выявить аналогии основных принципов театра «Но» в европейской режиссуре, проанализировать функции маски в европейской режиссуре XX века.
21882. Основы организации обслуживания потребителей 87.5 KB
  1 Метод обслуживания официантами .2 Самообслуживание его сущность и формы Комплексная оценка показателей качества обслуживания 1. Процесс обслуживания потребителей –это совокупность операций которые выполняются исполнителем при непосредственном контакте с потребителем услуг во время реализации кулинарной продукции и организации досуга.
21883. Меню и карта вин 153.11 KB
  Назначение и принципы составления меню 2. Последовательность расположения в меню закусок блюд и напитков 3. Виды меню 4.
21884. Организация самообслуживания на предприятиях общественного питания 46.88 KB
  1 Немеханизированные линии раздач .2 Механизированные линии отпуска обедов .1 Механизированные линии непрерывного отпуска обедов .2 Механизированные линии периодического отпуска обедов 1 Классификация линий раздач В зависимости от формы самообслуживания на предприятиях общественного питания принимается два основных типа раздач: специализированные раздачи –раздачи на которых устанавливают специализированные секции для реализации отдельных видов блюд холодные блюда и закуски горячие блюда сладкие блюда и напитки.