Слайд 1УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Слайд 2Ускорителями заряженных частиц называются устройства, в которых под действием электрических
и магнитных полей создаются и управляются пучки высокоэнергетичных заряженных частиц
(электронов, протонов, мезонов и т.д.).
Слайд 3 Любой ускоритель характеризуется:
типом ускоряемых частиц,
разбросом частиц по энергиям,
интенсивностью
пучка.
Ускорители подразделяются на
непрерывные (равномерный во времени пучок)
импульсные (в них частицы ускоряются порциями – импульсами). Последние характеризуются длительностью импульса.
Слайд 4По форме траектории и механизму ускорения частиц ускорители делятся на
линейные,
циклические
В линейных ускорителях траектории движения частиц близки к
прямым линиям,
в циклических траекториями частиц являются окружности или спирали.
Слайд 5Линейные ускорители
1. Линейный ускоритель.
Ускорение частиц осуществляется электростатическим полем
Слайд 7 Бетатрон – единственный циклический ускоритель электронов нерезонансного типа, в
котором ускорение осуществляется вихревым электрическим полем.
Слайд 8Идея бетатрона запатентована в 1922 г.
Дж. Слепяном.
В 1928
г. Р. Видероэ сформулировал условие существования равновесной орбиты – орбиты
постоянного радиуса «условие 2:1».
Первый действующий бетатрон был создан в 1940 г. Д. Керстом.
Слайд 9 Первый действующий бетатрон Д. Керста.
Слайд 10 В СССР первые бетатроны были разработаны и созданы
учеными Томского политехнического института профессорами :
А.А. Воробьевым,
Л.М. Ананьевым,
В.И.
Горбуновым,
В.А. Москалевым,
Б.Н. Родимовым.
Слайд 11 В последующие годы в институте интроскопии (НИИН при
ТПУ) под руководством профессора
В.Л. Чахлова, успешно разрабатываются и изготавливаются
малогабаритные переносные бетатроны (МИБ), применяемые в медицине, дефектоскопии и других прикладных и научных исследованиях.
МИБ
1 -10 МэВ
Слайд 12 Период обращения частицы
Радиус траектории частицы
Циклотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых
частиц (протонов, ионов).
Слайд 13 В 1930 году Э. Лоуренсом (США) был
создан и первый циклический ускоритель – циклотрон на энергию протонов
1 МэВ (его диаметр был 25 см). На рис.1 показана первая работающая модель циклотрона. На рис.2 циклотрон следующего поколения, который позволял ускорять протоны и дейтроны до энергий в несколько МэВ.
Рис. 1. Первая работающая модель циклотрона Рис. 2. С. Ливингстоун и Э. Лоуренс у 27-дюймового циклотрона, который широко использовался
в экспериментальных исследованиях
ядерных реакций и искусственной радиоактивности
Слайд 14Микротрон
(электронный циклотрон) – циклический резонансный ускоритель, в
котором, как и в циклотроне, и магнитное поле, и
частота ускоряющего поля постоянны во времени, но резонансное условие в процессе ускорения сохраняется за счёт изменения кратности ускорения .
Слайд 15Фазотрон (синхроциклотрон) – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (например,
протонов, ионов, α-частиц),
управляющее магнитное поле постоянно,
частота ускоряющего
электрического поля медленно изменяется с периодом.
Слайд 17Синхротрон – циклический резонансный ускоритель ультрарелятивистских электронов, в котором управляющее
магнитное поле изменяется во времени, а частота ускоряющего электрического поля
постоянна.
Слайд 18
Внешний вид Томского синхротрона «Сириус» на 1,5 ГэВ
Слайд 21Синхрофазотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (протонов, ионов),
в котором объединяются свойства фазотрона и синхротрона.
Слайд 22Синхрофазотрон лаборатории
физики высоких энергий (Дубна)
Слайд 24Большой адронный коллайдер (БАК).
Длина кольца почти 27 км