Читать курсовая по физике: "Циклічні прискорювачі елементарних частинок" Страница 5

(Назад) (Cкачать работу)

Здавалося, що такі прискорювачі працювати не можуть, так як в них магнітне поле зростає з радіусом. Але виникаючу із-за цього вертикальну нестійкість вдається компенсувати азимутальною неоднорідністю магнітного поля досить складної форми. Розрахунки показують що це можна зробити до енергії не вище 1 Гев. Більшість ізохронних циклотронів проектуються і будуються для прискорення протонів до 50 – 100 Мев. З винайденням ізохронних циклотронів відпала необхідність в фазотронних. Більш того наявні фазотрони починають перероблювати. Так реконструюють фазотрон що знаходить в місті Дубно. Однак цей прискорювач і після реконструкції залишається фазотроном – частота прискорюючої напруги буде продовжувати дещо змінюватися, хоча і в суттєво меншому діапазоні ніж раніше, це дає можливість більш ніж на порядок підвищити інтенсивність прискорючих в ньому пучків.

2.3 Фазотрон У фазотроні використовується спосіб зміни частоти електричногополя. Фазотрон, або,як йогоіноді називають, синхроциклотрон, зберігає в собі майже всі риси свого попередника - циклотрона. Тут є електромагніт, але тільки збільшених розмірів, високочастотнийгенераторівакуумнакамера.Як і в циклотроні, прискорення починається від центрумагніта.У момент впускання іонів в камеру частота електричногополянадуантахблизькадомаксимальної (точка t1 мал. 5). Вона відповідає нульовим швидкостям іоніві,отже,постійніймасі.У міру збільшення швидкості іонів, частота зменшується досвогомінімальногозначення,якевідповідає найбільшійенергіїіонів. Дещораніше цьогомоментуприскоренічастинкиабоударяються у мішень, або виводятьсяназовні(точкаt2) -Після того, як частота досягне знову максимального значення, починається новий цикл прискорення.

Мал. 5 Зміна частоти у фазотроні.

Познайомимося з даними одно з найбільших фазотронів, працюючого в СРСР з 1949 р. і належного Об'єднаному інституту ядерних досліджень.У цьому прискорювачі протони розгоняться до енергії 680 Мев. Магніт прискорювача має висоту триповерхового будинку і важить 7000 тонн. Діаметрйогополюсів складає 6метрів.Значнийспадмагнітного поля від центру до країв(4,9%) забезпечує краще чим вциклотроні,вертикальнефокусуванняпучка. Тут можна допуститисильніший,ніжвциклотроні, спад магнітного поля, не боячись виходу частинок з резонансу. Полюси магніта є одночасно кришками величезної вакуумної камери, об'єм якої більше тридцяти кубічних метрів. У центрі камери, що відкачується могутніми насосами, поміщається іонне джерело. До нього по трубопроводу від розташованого зовні балона підводиться газоподібний водень (у разі прискорення протонів). Зазвичай у фазотронах обмежуються лише одним дуантом, другим, заземленим електродом є сама вакуумна камера. На дуант фазотрону подається невелика, якщо порівнювати з циклотроном, змінна напруга. Амплітуда його не перевищує 15-20 кіловольт. За час прискорення протонів до 680 Мев маса їх збільшується більш ніж на 72 відсотки. Щоб змінити частоту електричного поля за час прискорення іонів, вдаються

Похожие работы