Слайд 1ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ
«ЦИКЛОТРОН»
Подготовил студент группы Ф-34пр
Миранович Д.В.
Гомель 2015
Слайд 2Что такое «циклотрон»?
Циклотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых частиц (протонов,
ионов).
Был создан Э.Лоуренсом в 1930 году на энергию в
80кэВ,
для проверки
резонансного
ускорения.
Нобелевская премия
за 1939 год.
Слайд 3Принцип действия циклотрона
Циклотрон состоит из двух полостей – дуантив, между
которыми приложено высокочастотное электрическое поле. Внутри дуантив электрического поля нет,
зато есть сильное магнитное поле, созданное мощными магнитами. Источник ионов расположено в центре. Внутри дуантив ионы движутся по кругу, радиус которого определяется их скоростью. В промежутке между дуантамы ионы попадают в электрическое поле, которое меняется с такой частотой, чтобы каждый раз ускорять частицы. При увеличении скорости частиц увеличивается их циклотронный радиус, то есть частицы, ускоряясь,
отдаляются от центра к периферии.
На внешнем радиусе циклотрона, там, где
частицы имеют наибольшую энергию,
устанавливаются мишени.
Слайд 4Модификации циклотрона
Недостатком циклотрона является то, что заряженные частицы в нём
не могут быть ускорены до больших энергий, так как для
релятивистской частицы частота обращения начинает зависеть от энергии:
С нарушением условия синхронизма частицы приходят в ускоряющий зазор не в правильной фазе и перестают ускоряться. Таким образом, циклотрон существенно ограничен нерелятивистскими энергиями частиц, в обычных циклотронах протоны можно ускорять до 20—25 МэВ. Для ускорения тяжёлых частиц до существенно больших значений энергии (до 1000 МэВ) используют модифицированную установку, изохронный циклотрон. В изохронных циклотронах для сохранения неизменной частоты обращения создаётся неоднородное, нарастающее по радиусу магнитное поле.
Слайд 5Фазотрон. FFAG.
Другая модификация циклотрона — синхроциклотрон (фазотрон), в котором частота ускоряющего
электрического поля не остаётся постоянной, а уменьшается синхронно с частотой
обращения частиц. Однако понятно, что в отличие от классического циклотрона, который может работать в непрерывном режиме, синхроциклотрон может ускорять пучок только импульсно. Наконец, самый дальний родственник циклотрона — ускоритель FFAG (Fixed Field Alternate Gradient accelerator/кольцевой фазотрон). В таком ускорителе магнитное поле не имеет азимутальной симметрии, но в процессе ускорения пучка остаётся постоянным, а частота ускоряющего электрического поля — варьируется
Слайд 6Циклотроны в мире
Строительство первого в Европе циклотрона (циклотрон Радиевого института)
проходило в Радиевом институте (Ленинград) в период 1932—1937 годов. Начинали
работу над проектом учёные Г. А. Гамов (в дальнейшем эмигрировавший в США) и Л. В. Мысовский, в дальнейшем участвовали и другие сотрудники физического отдела института под руководством В. Г. Хлопина. Работы вели Г. А. Гамов, И. В. Курчатов и Л. В. Мысовский, установка создана и запущена в 1937 году.
Крупнейший в мире циклотрон — циклотрон лаборатории TRIUMF в Университете Британской Колумбии, в Ванкувере, Канада. Магнит этого циклотрона, ускоряющего ионы H− до энергии 500 МэВ, весит 4000 тонн и создаёт поле 4,6 кгс. Ускоряющее электрическое ВЧ-поле имеет частоту 23 МГц и амплитуду напряжения 96 кВ. Выпускаемый ток составляет 300 мкА. Выпуск осуществляется с помощью обдирки электронов при прохождении через графитовую фольгу.
Слайд 8Всем спасибо!
Добавляйтесь в группу
Подписывайтесь на мой журнал
Ставьте «эНки»
И всем приятного
аппетита! ☺